L'éclairage artificiel
La lumière, un besoin de base
Tous les jardiniers savent que la luminosité est un élément qui a une importance capitale pour la croissance de leurs plantes. Certaines, comme les cactus et les succulentes, nécessitent une lumière directe intense, tandis que d’autres, comme la majorité des plantes tropicales préfèrent éviter les rayons directs du soleil pour se plaire dans une lumière indirecte, plutôt modérée. Les effets d’un éclairage insuffisant s’observent assez facilement : étiolement, plantes sans vigueur, perte de couleurs, etc.
Dans cet article, nous verrons pourquoi la lumière est si importante pour nos plantes et aussi de quelle manière on peut leur fournir un éclairage artificiel si nos conditions de luminosité sont insuffisantes.
La photosynthèse
Ce serait difficile de comprendre en profondeur l’importance de la lumière sans passer d’abord par quelques notions de biologie végétale.
On le sait, les plantes ont besoin de lumière. Mais sait-on et comprend-on vraiment pour quelles raisons ? En fait, en captant la lumière, les plantes fabriquent carrément leur carburant, leur nourriture ! L’équation est assez simple, manque de lumière = manque de nourriture.
Voyons cela plus en détails, mais simplement.
Les plantes sont formées de cellules végétales dans lesquelles baignent divers organites (composantes) en interaction les uns avec les autres. Parmi ces organites : les chloroplastes. Les chloroplastes, par leur teneur en chlorophylle, sont responsables du processus physiologique de photosynthèse par lequel les plantes utilisent l’énergie lumineuse et la transforment en une autre énergie, chimique cette fois. En effet, avec le processus de photosynthèse, les plantes ont la formidable capacité de prendre l’énergie que leur donne la lumière pour transformer l’eau (H2O) et le gaz carbonique (CO2) (captés par les stomates de leurs feuilles et par leurs racines) en sucres (glucides) et en oxygène (O2).
Le processus de photosynthèse et l’activité cellulaire des plantes pourraient être expliqués de manière plus détaillée, mais pour nos besoins ici, nous nous limiterons à ces explications.
Ajoutons que la photosynthèse se passe principalement dans les feuilles des plantes qui agissent comme capteurs de lumière. Les feuilles du haut, souvent plus exposées à la lumière auront une activité photosynthétique plus élevée que les feuilles du bas, souvent moins exposées à la lumière.
Facteurs qui ont une incidence sur la photosynthèse
La photosynthèse est donc un processus qui régule l’activité interne des plantes et dont dépend à la fois leur croissance et leurs besoins.
Certains éléments externes ont une influence directe sur le processus de photosynthèse, comme la température, la teneur en gaz carbonique, la quantité d’eau et les nutriments, certains facteurs internes et l’éclairement.
Il n’y a pas une température parfaite convenant à toutes les plantes. Tout dépend de leurs origines, mais de manière générale, on peut affirmer que, plus il fait froid, plus les activités physiologiques de la plante sont ralenties, donc moins il y a de photosynthèse. C’est ce qui se passe par exemple lorsqu’on induit un état de dormance chez certains végétaux. L’effet contraire existe aussi : une température plus chaude (dans les limites du possible pour les plantes, n’essayez pas de mettre vos plantes au four !) aura pour effet d’augmenter l’activité interne des plantes.
La teneur en gaz carbonique a également une incidence sur la photosynthèse. Plus il y a de gaz carbonique dans l’air ambiant plus le processus de photosynthèse augmente. Ici aussi, il y a une limite : lorsque la plante est saturée, elle ferme ses stomates et bloque les entrées de gaz carbonique. La question du gaz carbonique est intéressante pour des endroits de culture où la ventilation est moins ou pas active. Par exemple, des opérateurs de serres en hiver ont parfois recours à des injecteurs de gaz carbonique pour répondre aux besoins de leurs cultures.
L’eau et les nutriments (sels minéraux) sont essentiels à la photosynthèse. Une plante en déficit hydrique fermera ses stomates et ne fera plus de photosynthèse, pour ne pas courir le risque de mourir desséchée. En ce qui concerne les nutriments, pour pouvoir fabriquer de la chlorophylle et faire de la photosynthèse, une plante a besoin d’éléments tels que l’azote (N), le phosphore (P), le magnésium (Mg), le chlore (Cl), le fer (Fe), le manganèse (Mn), le bore (B), le zinc (Zn). Une carence de l'un de ces éléments affectera tout le processus.
L’autre facteur qui a une grande incidence sur le processus de photosynthèse, et non le moindre, est l’éclairement. L’éclairement consiste à la fois en la qualité de la lumière et en sa quantité, et c’est lorsque les deux sont réunis qu’une plante peut avoir une photosynthèse efficace. La photosynthèse augmente avec l’éclairement jusqu’à un point de saturation (photosynthèse maximale) et elle baisse fortement quand la lumière décroît. Il y a un stade d’éclairement critique, cependant, sous lequel la plante restera à l’état végétatif, sans présenter d’activité si l’éclairement n’augmente pas.
Si c’est votre cas, si vous adorez les plantes, mais que vous n’avez pas suffisamment d’éclairage naturel chez vous pour les garder belles. Qu’elles s’étiolent, ne poussent pas, vivent tant de stress qu’elles finissent par avoir plein de parasites, ou meurent… Bon, il est temps d’aller voir ce que l’éclairage artificiel peut pour vous.
Que savons-nous de la lumière ?
Quand on magasine des éclairages artificiels pour nos plantes, on doit avoir certaines connaissances de bases. On voit souvent des lampes de croissance qui diffusent une lumière mauve alors que d’autres diffusent souvent un blanc… Lequel choisir ? Comment savoir ce qui est approprié pour nos plantes ?
Voyons quelques notions pour mieux saisir la suite de l’article.
La lumière est faite de photons (particules) qui se déplacent par ondes (mouvements ondulatoires). Chaque longueur d’onde correspond à une couleur de lumière (le rouge a une longueur d’onde assez longue (700 nm), tandis que le violet a une longueur d’onde plus courte (400 nm).
La lumière blanche est en fait composée d’un ensemble de couleurs (donc un ensemble d’ondes de longueurs différentes), comme on peut le voir quand par exemple on fait traverser la lumière dans un prisme de cristal (ou qu'on observe un arc-en-ciel).
Toutes les lumières blanches ne sont pas équivalentes, car elles ne contiennent pas les mêmes proportions de chaque couleur. Il y a des blancs chauds (qui contiennent plus de jaune, d’orangé et de rouge) et des blancs froids (qui contiennent plus de violet, vert, bleu). La couleur de la lumière se mesure en degrés kelvins : 1 000K représente un blanc très chaud, 10 000K un blanc très froid. La lumière d'un soleil vif, sans nuages, elle, est de 6 500K.
La couleur ou la longueur d’onde de la lumière correspond à ce qu’on appelle la qualité de la lumière, dont nous parlions plus haut. Ce petit détour pour expliquer que la plante réagit différemment selon la longueur d’onde (ou la couleur de lumière) qu’elle reçoit. Par exemple, la lumière bleu-violet est absorbée par la chlorophylle en phase de croissance de la plante, elle favorise des plants plus robustes, au port buissonnant, augmente le métabolisme, la croissance et le développement. La lumière rouge, elle, est plutôt absorbée en phase de floraison. Elle aura tendance à influencer l’odeur et la saveur des plantes en augmentant leur concentration en huiles et en sucres. C’est aussi la lumière rouge qui influence la photopériode (la plante sait qu’il fait jour quand elle reçoit de la lumière jour et sait qu’il fait nuit quand elle n’en reçoit pas), ce qui est utile pour certains types de culture à fleurs. Et elle peut parfois favoriser l’étiolement, ce qu’on ne souhaite toutefois pas.
Rappelons-nous que le soleil, lui, présente le spectre complet des couleurs de lumière. Nous pouvons nous demander si les lampes qui fournissent une lumière mauve uniquement répondent à tous les besoins des plantes.
L’autre aspect de l’éclairement, la quantité de lumière, est également très important. Une lumière de la meilleure qualité qui soit, si elle n’est pas présente en quantité suffisante, ne comblera pas les besoins de nos plantes. De manière générale, plus les plantes reçoivent de lumière, plus leur métabolisme s’active, et plus elles poussent. À cette équation, il faut naturellement ajouter eau, humidité relative, nutriments et température adéquate.
L’unité de mesure de l’éclairement est le lux* (système international). Pour donner une idée, une journée ensoleillée d’été est supérieure à 50 000 lux d’éclairement tandis qu’une pièce de maison bien éclairée varie de 100 à 500 lux. L’intérieur d’une maison avec une fenêtre au plein soleil, cette fois-ci, donne environ 60 000, tandis qu’une journée nuageuse 2 000 lux. De plus, plus on s’éloigne de la source lumineuse, plus la quantité de lumière reçue diminue. Ça va de soi, pense-t-on, mais ce qui est surprenant, c’est en fait que s’il y a, disons, deux fois plus de distance, il y aura quatre fois moins de lumière ! Ça baisse vite.
On estime que les plantes de plein soleil (cactus et succulentes par exemple) ont besoin de 20 000 à 30 000 lux pour pouvoir faire de la photosynthèse de façon efficace, tandis que les plantes d’ombre (certaines plantes tropicales comme les Calathea ou les Sansevieria) peuvent se contenter de 2 000 à 5 000 lux.
Il faut ajouter à cela que les fenêtres des maisons modernes sont composées de plus de couches qu'auparavant et qu’elles bloquent bien souvent certains types de rayons. Il n’est pas rare en effet d’avoir des plantes bien exposées, dans une fenêtre, mais qui semblent ne jamais être rassasiées, et qui continuent de pousser en orgueil (d’étioler). Difficile de leur donner plus sans avoir recours à l’éclairage artificiel.
* Sur les emballages des produits d’éclairage, on verra souvent l’unité de mesure de l’éclairement en lumen. La différence est que le lux correspond à la quantité de lumière reçue tandis que le lumen correspond à la quantité de lumière diffusée. Pour avoir une équivalence, il faut considérer que 1 lux = 1 lumen / m2.
Éclairage artificiel
Pour pouvoir optimiser la croissance de nos plantes à l’intérieur à l’aide d’un éclairage artificiel, il faut essayer de leur fournir un éclairement qui se rapproche le mieux de la lumière du soleil, puissante (lux) et équilibrée (au niveau du spectre des couleurs).
Dans certains cas, le choix de l’éclairage dépendra de ce que l’on veut faire avec nos plantes. Si on veut induire une floraison dans un certain type de culture, par exemple, on choisira plutôt les lampes qui diffusent plus de lumière rouge. Et si on veut les garder au stade végétatif, on ira plutôt du côté d’une lumière qui diffuse plus de bleu-violet.
Il va sans dire que la durée de l'éclairage a une forte incidence sur les résultats qu'on souhaite atteindre. Il est difficile de donner un nombre d'heure précis, car tout dépend en fait des besoins de la plante en question. Par exemple, si l'on souhaite induire une floraison dans un type de culture, ou pour démarrer des semis, on pourra éclairer jusqu'à 16h / jour ! Mais règle générale, on ne se trompe pas tellement en fournissant une douzaine d'heures d'éclairage / jour à nos plantes et en leur laissant une période de repos la nuit. Car, oui, elles en ont besoin elles aussi.
Ceci dit, dans la plupart des cas, les jardiniers veulent que les plantes aient une bonne croissance générale et qu’elles soient en santé. Et pour répondre à ces besoins, l’idéal serait de chercher une lumière qui reproduit le plus possible le spectre du soleil.
Ampoules incandescentes
Ne tournons pas autour du pot : ce type d’éclairage est de mauvaise qualité pour vos plantes. On évite.
Ampoules fluo-compactes (CFL)
Ce type d’ampoule est définitivement mieux qu’une ampoule incandescente pour les besoins de vos plantes. C’est un type d’éclairement qui peut être intéressant par exemple pour les semis et les plantules.
Le spectre de ce type d’ampoule est généralement soit un blanc chaud ou un blanc froid, mais le modèle offert par la compagnie la compagnie SunBlaster (qui offre plusieurs accessoires horticoles de bonne qualité (dont des tapis chauffants et thermostats), est de 6 400K, ce qui imite la lumière du soleil. Les ampoules fluo-compactes de Sunblaster existent également à 2 700K, pour les jardiniers qui souhaitent plutôt induire la floraison. Ces ampoules conviennent à la propagation et la croissance et sont compatibles avec toutes les douilles standards. Elles sont disponibles à 26 watts, ce qui équivaut à un 100 watts avec une ampoule incandescente. Elles fournissent 1 700 lumens.
Tubes fluorescents T5
Les tubes fluorescents horticoles T5 (et non les néons de vos bureaux, T12) fournissent généralement un bon spectre (bonne qualité de lumière) et sont particulièrement intéressants pour les semis et les plantules. Mais généralement, le nombre de lux est peu élevé. Selon le modèle de tube fluorescent que vous choisissez, ils peuvent parfois être encombrants et fragiles.
Ceci dit, la compagnie SunBlaster a des modèles de tubes fluorescents T5 avec réflecteur intégré qui sont déjà montés sur les ballasts et qu’on a simplement à brancher. Ces tubes fluorescents sont équipés de réflecteurs qui permettent une meilleure diffusion de la lumière et offrent un spectre complet de lumière (Full Spectrum), qui imite assez bien la lumière du soleil. Ils sont offerts en différentes dimensions (12 po / 690 lumens, 18 po / 1120 lumens, 24 po / 1500 lumens, 36 po / 2450 lumens, 48 po / 3730 lumens) de manière à pouvoir s’intégrer à la plupart des espaces de jardinage.
Le T5H0 existe aussi sans réflecteur, mais l’avantage du réflecteur est de diffuser la lumière plus largement sur la canopée de la plante, pénétrant plus profondément dans le feuillage de la plante, sans consommer d'énergie supplémentaire.
C’est ce qu’ils appellent le T5HO Nanotech Combo, qui inclut : le ballast électronique, un fluorescent de 6400K, un cordon d'alimentation de 6 pi avec interrupteur marche/arrêt, un cordon de liaison de 14 po, des clips pour suspendre le ballast ou le fixer à une surface plane.
Les lampes T5HO de 6400K ont une distribution spectrale avec des pics d'intensité qui se situent entre 435 nm et 615 nm, longueurs d’ondes adéquates pour la photosynthèse. Ces lampes sont idéales pour la propagation et la croissance à long terme.
La compagnie offre aussi des lampes de remplacement (dont des T5HO de 2700K pour les jardiniers qui souhaitent plutôt induire la floraison), donc pas besoin de racheter le kit complet une fois équipé.
Ces lampes diffusent peu de chaleur, ce qui est intéressant contrairement à certains modèles offerts antérieurement. Les luminaires peuvent donc être placés de 6 à 8 pouces au-dessus de la canopée de la plante, maximisant ainsi la réponse photosynthétique et la croissance.
Lampe DEL horticole
Les lampes DEL horticoles sont actuellement les meilleures options sur le marché, point de vue qualité de l’éclairage et économie d’énergie. Elles produisent moins de chaleur que les tubes fluorescents, mais plus de lumière, et la lumière qu’elles émettent est continue, ce qui n’est pas le cas de plusieurs lampes standards horticoles qui émettent de façon intermittente, bien que cela soit invisible à l’œil nu. Le fait que la lumière soit continue se rapproche encore plus de la lumière du soleil et les rend plus efficaces que les autres lumières.
La compagnie Sunblast offre un produit vraiment très performant avec son éclairage LED.
Il y a le LED Sunblaster Self Cooling, qui est offert en différentes dimensions (12 po, 18 po, 24 po, 36 po, 48 po) et dont l’attrait principal est de ne diffuser aucune chaleur non désirée.
Et il y a le LED Sunblaster Prismatic lens, offert dans les mêmes dimensions (12 po / 1600 lumens, 18 po / 2500 lumens, 24 po / 3400 lumens, 36 po / 5000 lumens, 48 po / 6700 lumens) (offre plus du double de lumens que le T5HO), avec le même attrait, mais doté d’une lentille prismatique. Cette amélioration fait en sorte que la lumière passe à travers un prisme qui réfracte et reflète la lumière dans un angle de faisceau de 90 degrés plutôt 120 degrés, comme les anciens modèles. Ceci assure que plus de lumière atteigne le couvert végétal et réduit de manière importante les pertes. Ces bandes lumineuses DEL ont un spectre complet avec un maximum de 6 400K, qui convient à toutes les utilisations d’horticulture : semences, culture générale, propagation, production de micro-légumes verts, etc. Au niveau des longueurs d'onde, c'est probablement le type de lampe qui fournit le plus large spectre actuellement (entre 400 nm et 700 nm). Le rendement lumineux amélioré de ce modèle de lampe horticole stimule une croissance plus rapide.
Le LED Sunblaster Prismatic lens est également vendu en des kit : le ballast électronique, un fluorescent de 6 400K, un cordon d'alimentation de 6 pi avec interrupteur marche/arrêt, un cordon de liaison de 14 po, des clips pour suspendre le ballast ou le fixer à une surface plane.
Accessoires offerts par Sunblaster
La compagnie Sunblaster offre plusieurs accessoires et répond ainsi à divers besoins que l’on pourrait avoir lors de l’installation de leurs différentes lampes, que ce soit pour les suspendre ou pour assembler les ballasts entre eux, ce qui est assez intéressant lorsqu'on a une longue surface à éclairer :
Des supports ventouse :
Des supports réglables :
Des connecteurs rallonges pour ballast T5HO et LED :
Des clips pour suspension avec anneaux pour T5HO et LED :
Des clips pour suspension pour T5HO et LED :
Des liaisons pour T5HO et LED :
On peut donc voir que ce n'est pas parce que nous n'avons pas de lumière naturelle dans notre domicile ou que nous n'avons pas suffisamment d'éclairage que nous devons nous priver d'avoir des plantes. Il existe une multitude de solutions pour combler le manque d'éclairage, pour différents types d'espaces, pour différents budgets. Il faut simplement comprendre comment l'éclairage fonctionne pour être en mesure de choisir ce qui convient le mieux à nos besoins et à ceux de nos plantes !