PAR/PPFD

PAR – micromoles/m2/s – Quelques notions de spectre:

Vous êtes de plus en plus nombreux à me demander des valeurs en micromoles/m2/s. Cette unité est en effet la plus importante pour juger de l’efficacité d’un éclairage LED horticole. Mais attention il y a de nombreux pièges. Ces notions sont scientifiques et très très complexes, on peut très vite mal les interpréter.

Le PAR, Photosynthetic Active Radiation donne la densité de photons utiles à la photosynthèse sur une surface. Chaque plante a ses propres besoins en micromoles, et cela en fonction du stade dans lequel elle se trouve: semis, croissance juvénile, croissance végétative, floraison/fructification, senescence. En gros on couvre la zone 380n-780nm. On parle de PPFD (Photosynthetic Photon Flux Density)

Voici un exemple: (voir tableau valeurs micromoles pour différents végétaux, photo 1)

Capture d’écran 2017-09-16 à 15.10.18

Watts et PPFD:

Les datasheets des LEDs données par les fabricants, sont en mW. Un spectromètre PAR permet de mesurer ou de convertir ces mW en micromoles, pour chaque longueur d’onde. Ces courbes sont différentes, elles ont en gros la même allure, mais plus on va vers les longueurs d’ondes longues, plus il y a de photons et plus il y a de micromoles. Voici (voir photos 2 et 3) un spectre composé de bleu de rouge et de blanc. Sur la courbe en mW on voit le pic bleu plus haut que le pic rouge.Sur la courbe en PPFD (micromoles) on voit que le pic rouge est supérieur au pic bleu. Donc attention aux courbes spectrales en mW.

spectrum V2.2 PPFD spectrum V2.2 mW

PPFD global sur une surface:

Un PAR mètre permet de mesurer une courbe spectrale, mais donne aussi une valeur PPFD globale, c’est généralement ça que les fabricants donnent. (voir photo 4)

PPFD V2.5

Attention: il faut savoir absolument comment sont prises ces mesures, la première chose importante est la distance à la source. Vous pouvez avoir un PPFD très important si vous mesurez très près de la source. L’autre chose est la position de la sonde. Si vous êtes juste en dessous de la source vous allez avoir une valeur élevée si c’est une source ponctuelle très intense. Elle va créer un point chaud, une zone ou la PPFD est très intense. Mais cette valeur PPFD ne sera pas constante sur toute la surface en dessous de la lampe, et il pourra y avoir des zones mal éclairées en périphérie. (Voir photo 5, en bleu zones mal éclairées, en rouge zone trop éclairée). Capture d’écran 2017-09-16 à 15.30.39 nota: Si on dépasse un certain seuil de micromoles pour une plante donnée, tout d’abord elle va convertir l’excès de photons en chaleur (photons Infra Rouges), et si on augmente encore plus les PPFD cela va endommager les cellules. Donc ce n’est pas une bonne idée de mettre plus de lumière (PPFD) qu’il n’en faut.

Spectre énergétique et spectre signal:

Il y a deux choses importantes dans un spectre horticole:

– l’énergie (c’est essentiellement du bleu et du rouge)

– le signal (les autres longueurs d’ondes).

En général un spectre horticole doit être plus intense en énergie qu’en signal. Le spectre signal permet de stimuler des pigments, comme les phytochromes, tandis que le spectre énergétique bleu/rouge amène de l’énergie pour les chorophyles A et B. (Photo 6) Capture d’écran 2017-09-16 à 15.38.33 Si on utilise par exemple que des leds vertes, elle ne vont quasiment pas apporter d’énergie à la plante, par contre au spectromètre on peut avoir un PPFD élevé, mais ce sera une très mauvaise lampe horticole. De la même façon, si on utilise uniquement des leds bleues et des leds rouges, toutes de très bons rendements car ce sont actuellement les bleues 450nm et les rouges 660nm qui ont les meilleurs rendements énergétiques, on enverra enormément de micromoles. Mais les plantes sous ce spectre seront en très mauvaise santé car le spectre signal étant absent, la photomorphogénèse ne sera pas équilibrée.

Spectre équilibré:

Généralement en croissance végétative il faut plus de PPFB que de PPFR (PPFB: micromoles en Bleus, PPFR: micromoles en Rouges). C’est souvent l’inverse en floraison/ fructification. Pour économiser de l’énergie il convient de designer un spectre pour les besoins précis d’une ou de certaines plantes. Cela passe d’abord par l’équilibre des différents bleus (430 et 450) et des différents rouges (640 et 660). Et ensuite il faut regarder l’équilibre et les ratios en rouges et bleus. Vient ensuite le spectre signal. Il dépend de la plante en question. Le far red 730nm par exemple, agit sur le phytochrome Pfr, entre 724nm et 731nm, il n’est pas utile à par exemple la tomate. Les tomates ou les piments ont par contre un pigment appelé Lycopène, qui a son pic d’absorption entre 450nm et 500nm, les longueurs d’ondes dans cette zone lui seront vraiment très utiles. Il faudra donc une source importante de micromoles dans cette zone si on veut faire pousser efficacement des tomates en lumière artificielle. Dans un spectre horticole qui a pour but d’économiser de l’énergie et de donner le maximum de productivité, toutes les longueurs d’ondes sont en interaction, si on en modifie une cela a un impact sur tout le reste du spectre. Il est possible d’agir sur certaines caractéristiques des plantes directement via le spectre (photomorphogénèse): par exemple on peut limiter la distance internodale en ajoutant du bleu ou en retirant du rouge, ou l’augmenter en ajoutant du far red. Par le far red on peut raccourcir leur durée de floraison (sur certains types de plantes seulement). On peut augmenter leur production (ratios rouges/bleus, ratio red/far red…), améliorer leur système immunitaire (UV)… Voir photo 7, far red et SAS (syndrome d’évitement de l’ombre) Capture d’écran 2017-09-16 à 15.09.36

Il faut aussi doser correctement les PPFD. Par exemple avec un éclairage croissance 100W à 400 micromoles/m2/s on peut avoir un temps de croissance disons de 30 jours. En passant à 600 micromoles pour 160W de consommation on ne gagnera que 3 jours, on sera au même stade en 27 jours au lieu de 30, mais on consommera 60W de plus, soit 60% de plus, ce n’est donc pas rentable. Il faut donc se contenter de moins de micomoles parceque c’est plus rentable.

Mesures PAR:

Une petite vidéo Youtube pour vous montrer l’utilisation d’un spectromètre

Conclusions:

– Attention avant de comparer les valeurs PPFD de deux panneaux LED horticoles de technologies différentes. Pour un fabricant de panneau mal intentionné, il est très facile de berner ses clients, tant ces notions sont complexes.

– Ce n’est pas parcequ’un panneau enverra plus de PPFD qu’un autre qu’il sera meilleur. Sauf si ce sont les mêmes technologies. Par exemple pour deux HPS ou deux COBs de même puissance, la meilleure sera celle qui enverra le plus de PPFD.

– un spectre doit être équilibré, et doit être adapté pour les plantes que l’on veut cultiver, et pour leur phase (semis, croissance juvénile, croissance végétative, floraison/fructification). Il vaut nettement mieux avoir un spectre équilibré et adapté donnant moins de micromoles plutôt que l’inverse.

– Les lumens et les lux, on oublie, sauf si ce sont aussi deux sources identiques, comme deux COB de même température de couleur (CCT, par exemple 3500K). PS: quelques photos de plants de piments sous spectre V2.2, on a de beaux fruits mais pas très nombreux. Il manque des mircomoles, il manque du rouge (il y en a relativement peu dans le spectre croissance V2.2), il manque du vert 500nm pour le lycopène. Le spectre V2.5 croissance/flo. actuel et le nouveau spectre V4 croissance/Flo sont également très adaptés car plus puissants, beaucoup plus de vert et de rouge que dans le V2.2 croissance.  Et ce sera un spectre sans led Far red. Il y aura du far red mais relativement peu, pas assez pour perturber des solanacées.

DCIM100GOPRO

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