Orchidouxdingues

je suis en train de développer une feuille de tableur pour estimer le spectre d'une combinaison de sources (en particulier LEDs) : sur cet exemple, j'ai mixé un certain nombre de LEDs 'royal blue', 'blue', 'green', 'yellow', 'orange', 'red' et 'deep red' avec des blanches ('cool white' et 'warm white') pour essayer d'approcher théoriquement la courbe de photosynthèse modélisée
les courbes de chaque diode ne sont pas (pour le moment) tracées, sauf pour les 'white'

feuille (original Numbers, devrait passer en Excel) à dispo de ceux qui veulent jouer...
la difficulté est de trouver les spectres originaux et de rentrer les valeurs dans le tableur : question de temps
c'est en théorie adaptable aux autres sources que LEDs

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Tonton Jules
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"Un être doté de nerfs moderne, d'une intelligence sans œillères, d'une sensibilité en éveil, a le devoir cérébral de changer d'opinion et de certitude plusieurs fois par jour." Fernando Pessoa

très intéressant par contre si tu te calques uniquement sur l'absorption par les pigments photsynthetiques le rendu final des couleurs pour notre œil sera horrible : nous sommes surtout sensibles au jaune dont les plantes n'ont quasiment pas besoin...

Dans une Growbox fermée je comprend qu'on essaie de privilégier du 100% PAR, mais pour un orchidarium ou un espace de culture dans une pièce a vivre pour moi si le rendu des couleur n'est pas fidèle c'est complétement rédhibitoire

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Si vous débutez foncez lire la page foire aux questions : la réponse s'y trouve peut être...

tout à fait de ton avis, Laurence... avis que je tempère juste en partant du principe qu'il y a 2 besoins pas nécessairement identiques ni simultanés : si je peux gérer d'une part une courbe d'éclairement variable comportant un pic à mi-journée avec un spectre optimisé (plus 'rentable' en terme énergétique) et d'autre part lorsque nécessaire, un spectre plus 'solaire' ayant un très bon rendu de couleur (sans être nécessairement très fort, l'oeil s'adapte bien), ça me va, car (malheureusement par nécessité professionnelle !) je ne suis pas souvent devant la serre !
Ceci dit, si je peux faire les 2 d'un coup, c'est d'autant mieux
pour le moment, c'est plus pour essayer de comprendre le pourquoi de ce que certains fournisseurs vendent à prix incroyable : 2 ou 3000€ pour 100W de LEDs, faut les justifier ! Et pour le moment je ne suis pas convaincu du tout du tout

lors de mes recherches récentes, j'ai été très étonné de découvrir une très grande disparité dans les courbes de photosynthèse : de ce que j'ai compris, le plus souvent on ne parle que de(s) chlorophylle(s), (et souvent mesurée avec des algues !) alors qu'il y a d'autres pigments sensibles, et finalement le 'creux' dans le vert/jaune n'est pas si marqué qu'on le voit la plupart du temps...

Autre point qui m'interpelle : les sources 'courantes' comportent une très forte proportion de 'raies' ayant des couleurs bien précises, dans lesquelles se concentre une très grosse part de l'énergie émise. Pas du tout ce que donne le soleil, très 'régulier' même s'il y a un pic, pas du tout ce dont ont besoin les plantes... elles 'semblent' s'en contenter, mais est-ce suffisant ?
A titre d'illustration, voici 3 courbes issues de Sylvania :

le 'célèbre tube Gro-lux :
3 pics principaux, 2 secondaires


une lampe à décharge type MH (metal halides, halogénures) : CMI-TD 150W en NDL (neutre de luxe)
2 pics sensibles, et une base très répartie, ce qui n'est pas typique des MH ni HSP (sodium haute pression)


enfin une lampe récente à iodures et réflecteur intégré : ESD111 70W 24°
une série de pics répartis, avec un très bon rendu de couleurs
20000lux à 1m sur un cercle de 42cm, c'est pas mal !


Une proposition à ceux qui utilisent de l'éclairage artificiel : seriez-vous OK pour fournir des données et qu'on essaye d'en tirer une synthèse +/- expérimentale ? Il y a déjà des choses, mais les regrouper sera plus facile
- type (néon, décharge, ...)
- marque
- référence (pour obtenir le spectre)
- durée d'éclairement
- type de réflecteur / distance ou mieux mesure d'éclairement (lux)
- résultats / sur quel type de plante (c'est moins objectif, mais bon...)

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Tonton Jules
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oui en effet le soleil a un spectre continu et non pas en raies, du fait qu'il est en combustion...
les ampoules a incandescences ont aussi un spectre continu d'ailleurs (riche en jaune ce qui convient particulièrement à notre œil)...

pour les LEDs quelle est la technologie de base ? j'avoue que je ne me suis pas du tout penchée sur la question...


Je ne cultive plus en éclairage artificiel depuis que j'ai la serre, mais j'ai cultivé 5 ans sous lampe haute pression donc je dois pouvoir retrouver des infos

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heu... je ne sais pas si d'autres que les spécialistes pourraient expliquer clairement...
"émission de photon par changement d'état d'un électron dans un semi-conducteur"
le photon est la particule élémentaire support de la lumière, et sa fréquence de vibration donne sa couleur. Elle est normalement monochromatique (avec une dispersion autour du pic qui donne une courbe en chapeau type Gauss) et dépend du matériau utilisé dans la jonction, potentiellement de l'ultra-violet à l'infra-rouge
j'imagine que pour les 'blanches' il y a un savant mélange !

L'incandescence n'émet qu'à partir du jaune (donc pas de bleus), et avec beaucoup d'infra-rouge (chaleur)
Idem pour les halogènes et les tungstènes

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Tonton Jules
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voui l'incandescence comme je l'ai dit produit une lumière flatteuse pour notre œil... mais en ce qui concerne l'éclairage horticole ce n'est clairement pas idéal. Ce que je voulais dire c'est que comme c'est aussi une combustion ca produit un spectre continu (pas en raies comme les fluos)

pour les Leds c'est donc vraiment une tout autre technologie par rapport a ce qui existe déjà : très intéressant ...
je persiste a dire que c'est encore jeune pour être utilisable a cout raisonnable pour notre application, mais c'est certainement a suivre de près.

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houlala ! vite de l'aspirine
ça donne mal à la tete de vous lire

Hello, je suis partante, j'ai un certain nombre d'éclairage (néons, HP) et un luxmetre.
mais je sais pas si on va obtenir des conclusions très précises. ça reste sujet à interprétations tout ça.
Tu as trouvé où les courbes de spectre de Sylvania ? c'est super intéressant.
Et le ESD111 70W 24°, ça vaudrait le coup de le tester ce truc... ça a besoin d'un ballast ?

je partage ton point de vue : le prix est encore dissuasif, je vais faire un récapitulatif mais il me faut encore estimer correctement les rapports d'efficacité...
pour ma serre je vais sans doute me rabattre sur 3 (peut-être 5) lampes conventionnelles, du style 2 SHP ou MH 'chaudes' et une MH 'froide', tant pour mieux optimiser le spectre que permettre une progression y compris en inversant le rapport froid/chaud selon la saison
mais il y a sans doute un très fort potentiel avec les LCD, tant en possibilités d'ajustement du spectre qu'en souplesse d'utilisation (allumage progressif sur le nombre, mais immédiat pour chaque une diode, évolution du spectre selon l'heure/la saison...)


bon, ben prépare l'aspirine
en tous cas merci si tu peux apporter ta pierre
je vois mal comment être rigoureux, mais ça serait déjà pas mal de recenser les solutions utilisées et d'en donner quelques résultats pratiques, même subjectifs mais plus ou moins normalisés sur les conditions...
les courbes Sylvania sont en ligne ici :
http://www.sylvania-lamps.com/catalog/index.php?id=1785
la lampe ESD111 70W existe en 24 et 45°, c'est un produit récent semble-t-il, très bon rendu de couleur à 92
pour la 45°, 7000lx sur un diamètre 800 à 1m
la 24° passe à 20000lx sur un diamètre 420
c'est une MH, donc ça a besoin d'un ballast, effectivement
l'avantage est le réflecteur intégré et le petit chapeau qui masque l'ampoule primaire
elle me tente bien, mais je cherche en vain une courbe plus précise pour bien localiser les raies et voir si ça tombe bien avec les principales raies d'absportion de la photosynthèse...

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Tonton Jules
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Bonsoir,

Félicitation TontonJules pour la réalisation de tes serre d'intérieures ... vraiment du beau travail !!

Si t'as besoin ... je peux fournir quelques données sur les leds ...

Je possède un lux-mètre ... mais il sera que de peux d'utilité pour cette synthèse...

C'est une bonne idée ton tableur, avec la répartition de la puissance sur le spectre cela permettra d'affiner les éclairages d'appoints.
La source de vérité est: Si t'as du temps pour des recherches poussées ... au niveau production de micromole de photon émis à chaque longueur d'onde ... mais là ... bonjour le mal de tronche !

A+

Salut TontonJules,
J'ai un peu plus de dix ans de recule en culture sous éclairage artificiel :
- initialement en aquariophilie où la difficulté est accrue : il faut un éclairage bénéfique pour les plantes, agréable à l'oeil pour le rendu des couleurs (plantes, poissons) et qui ne favorise pas la croissance des algues
- en aérienne avec les orchidées et les paludariums depuis quelques années
Je vais te faire un récap des différentes solutions utilisées durant cette décénie, et de celles que j'utilise actuellement. En revanche, la puissance d'éclairage sera celle donnée par le constructeur car je n'ai pas de luxmètre...

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Tout le matériel nécessaire à vos semis d'orchidées est sur www.phytorchid.fr

j'ai jeté un œil aux infos Sylvania et j'ai une autre courbe pour la Grolux, beaucoup moins flatteuse.


Sinon, voilà des infos sur Max Lumen dual 400W.
Type : décharge qui combine un tube HPS 250W et un tube MH 150W.
Marque : Max Lumen
réf : je n'en ai pas trouvé. Mais logiquement, il faut additionner les spectres
d'une sylvania SHT-PS
et d'une MH classique
durée éclairement : 12h/j et aucun autre apport lumineux.
réflecteur :

mesures au luxmètre : 22500 lux à 40 cm, 20 000 lux à 50 cm
résultats : d'abord utilisée pour des caudex et succulentes sur 1m2. Un pachypodium a initié sa floraison et j'arrosais les succulentes presque tous les jours -> trop puissant. Je fais pousser des tomates et courgettes dessous, maintenant. Les résultats sont parfait, pour le moment. La lampe chauffe plus qu'une HP classique. J'en dirais plus quand j'aurais récolté, mais la lampe me parait remplir sa mission très correctement (si c'est pas subjectif, ça ).

merci à toutes et tous sur ces premières données
j'ai 'épluché' le spectre de la ESD111, ça donne ça (à 5 près) :

j'ai fouillé Internet pour me faire une idée de l'allure de courbe de photosynthèse...
j'ai trouvé cet ensemble de courbes d'absorption des pigments principaux :

et celle-ci relative au 'spectre d'action' d'une plante 'supérieure' (Elodée, que les aquariophiles reconnaîtront) par opposition aux courbes d'algues unicellulaires qui ne me semblent pas vraiment refléter les besoins des orchidées...

je ne fais pas le lien entre spectre d'absorption et spectre d'action
si quelqu'un arrive à comprendre comment relier tout ça... je suis preneur d'un peu de lumière !

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Tonton Jules
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oubli :
pour les courbes Sylvania Gro-lux, il semble que le mot soit assez générique chez eux du moment que c'est sensé être horticole... tube, MH ou HPS !

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Tonton Jules
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Ce n'est pas judicieux de faire la comparaison de lux entre les différents types de lampes ...

La mesure au luxmètre est essentiellement basée sur du 555nm (vert) .... le spectre vert est inutile pour les plantes ...
Ce qu'il faut faire : répartir la puissance de la source d'éclairage sur son spectre et comparer avec le spectre d'absorption des plantes...

Petit rappel ...

Le lux est une unité de mesure de l'éclairement lumineux. Il caractérise le flux lumineux reçu par unité de surface.

Un lux est l'éclairement d'une surface qui reçoit, d'une manière uniformément répartie, un flux lumineux de un lumen par mètre carré.

Origine du mot:
La candela tire son nom du mot latin candela [kãdela] signifiant chandelle (candelabrum, chandelier). Le mot a gardé sa prononciation latine, malgré l'absence d'accent sur le « e ».

Un candela est l'intensité lumineuse, dans une direction donnée, d'une source qui émet un rayonnement monochromatique de fréquence 540x1012 hertz (λ = 555 nm, vert) et dont l'intensité énergétique dans cette direction est 1/683 watt par stéradian.
Une candela (cd) est l'unité d'intensité lumineuse du Système international.

La fréquence choisie fait partie du spectre visible (La lumière visible, appelée aussi spectre visible ou spectre optique est la partie du spectre électromagnétique qui est...), proche du vert (Le vert est une couleur complémentaire correspondant à la lumière qui a une longueur d'onde comprise entre 490 et 570...). Le maximum de sensibilité de l'œil humain se situe aux environs de cette fréquence, dans le jaune-vert.

Une bougie standard émet approximativement 1 cd, une ampoule à incandescence classique émet environ 120 cd. C'est précisément pour coller à d'anciennes définitions de l'intensité lumineuse, réalisées avec des bougies que la normalisation un peu curieuse de la candela a été choisie.

Le lumen (lm) est l'unité de flux lumineux correspondant au flux émis par une source ponctuelle uniforme d'une intensité de 1 candela située au sommet de l'angle solide de 1 stéradian.
Schéma 2. Un (1) stéradian c'est l'angle sous-tendu par une surface de 1 m² sur une sphère de 1 m de rayon.

Le lux est l'éclairement d'une surface qui reçoit, d'une manière uniformément répartie, un flux lumineux de 1 lumen par mètre carré. C'est de la lumière reçue. Le lux (lx) est l'unité d'éclairement. (1 lux = 1 lumen/m²).
Un luxmètre est un appareil mesurant la quantité de lumière reçue par un sujet ou réfléchie par une surface éclairée.

IL faut distingué la puissance consommée et la puissance émise. L'unité courante de nos systèmes d'éclairage est le watt, il s'agit en fait d'une puissance électrique consommée.
Le rendement d'une source lumineuse est donné par: η = puissance de lumière émise / puissance électrique consommée.
Le rendement est différent pour chaque type de source lumineuse. Ex: incandescence 4 %, fluorescence 12 %, diode 85 %.
Une ampoule incandescente de 100 W donne autant de lumière qu'un tube fluorescent de 36 W.
Le Lumen/Watt (lpw) est aussi utilisé comme mesure de rendement énergétique. Il indique la quantité de lumière émise par unité de puissance électrique consommée.

A+

en effet si on veut se limiter à l'aspect "eclairage horticole" c'est le PAR (= Photosynthetically Active Radiation) qui doit servir de mode de comparaison...

il existe d'ailleurs des capteurs mais à mon avis ils doivent couter bonbon (voir ici)

ceci dit j'en reviens à mon soucis de rendu des couleurs : un éclairage 100% PAR est aussi 100% moche pour notre œil donc impossible à tolérer pour moi

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L'aspect de cette synthèse (enfin, il me semble), est de pouvoir faire un compromit avec différentes sources pour avoir un bon rendu et une bonne efficacité.

Les données du luxmètre ne sont pas utiles pour ces calculs.

En comparant quelques spectres de sources .... on voit que avec de la MH et des leds deep red , on a un bon rendu et une bonne efficacité.

Je laisse TontonJules récolter les infos et avancer sur le tableur.... PS: je prendrais bien les sources du tableur

A+

j'ai trouvé ici, pour ceux qui lisent l'anglais (ou utilisent un traducteur en ligne) une bonne synthèse pleine de données (orientée aquarium, mais ça ne devrait pas remettre trop en question) :
http://www.aquabotanic.com/lightcompare.htm

pour revenir au luxmètre : il intègre la courbe de sensibilité de l'oeil, donc pour moi ce n'est pas un critère 'objectif' dans l'optique d'optimiser le rendement
problème inverse, comme le dit Laurence, pour le PAR
donc il faut jongler...

Pour la photosynthèse, si je résume bien, les besoins sont centrés sur les longueurs d'ondes 430, 453, 642, 662nm pour les chlorophylles a et b, et entre 420 et 480 pour la b-carotène (ces composants sont les principaux des plantes supérieures). Ceci répond en partie à ma question sur les 'raies' des lampes... sans présumer de leur adéquation !
De ce que j'ai pu voir, le rouge est 'plutôt' pour la pousse et le bleu 'plutôt' pour la floraison.
Les MH ont les raies à 435, 475, 545, 580, 590, et sont pauvres en rouge.
Les SHP ont une raie principale à 570, et sont riches à 615 puis chutent jusqu'à 700, et sont donc quasi dépourvues de bleu.
Les diodes haut-rendement rouges sont vers 620-630, donc pas assez vers le rouge : comme le précise Le Steph, il faut viser les 'deep red' (vers 660) mais le choix est limité et les prix significatifs... pour le rouge, je penche plutôt vers le SHP
Les diodes haut-rendement 'royal blue' sont à 455, ce qui tombe bien, mais manque en haut rendement le 'ultra blue' à 425/430nm.
les diodes 'cool white' ont un pic vers 435 et un autre maxi étalé autour de 550
Donc, pour le moment, je n'ai pas trouvé de combinaison de sources LED qui 'tombe' bien, mais une association 'cool white' + 'blue' + SHP semble être une bonne piste... reste à estimer le rendu de couleur !

Le Steph, pas de problème pour te passer le tableur en l'état : via mail ? sinon comment est-ce possible ?
j'ai intégré pour le moment 10 sources, données remplies avec des diodes : 8 monochromatiques et 2 white (cool et warm)
en théorie on peut mettre ce qu'on veut, reste à trouver les données

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Tonton Jules
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Ahhh enfin quelqu'un qui met le doigt sur cet aspect TRES important!

une bonne respiration, un peu de et on y va

le spectre d'absorption comme son nom l'indique mesure l'absorption de la lumière par une soupe de pigments et donc on observe que le mélange des pigments d'une feuille absorbe plus dans le rouge et dans le bleu et moins dans le vert.
Une petite remarque sur le spectre d'absorption avant d'aller au spectre d'action:
il se mesure par transmission de la lumière c'est-à-dire qu'on mesure la lumière qui passe à TRAVERS l'échantillon. Cet échantillon est en général un "jus" de feuille DILUE. En effet, je ne sais pas pour vous mais moi quand je regarde à travers une feuille je ne vois pas du tout de lumière passer ce qui veut dire que la totalité de la lumière est absorbée (oui je sais que les feuilles ont l'air vertes car une partie de la lumière, notamment verte, est réfléchie par les feuilles mais c'est une petite fraction de la lumière verte reçue).

Ensuite le spectre d'action correspond comme son nom l'indique à la mesure de la lumière qui agit c'est-à-dire pour les plantes, la mesure de la lumière qui active la photosynthèse. ce spectre est plus difficile à mesurer car il faut mesurer l'activité photosynthétique. Pour ce faire, on mesure soit le dégagement d'oxygène soit l'absorption de CO2 (en général c'est plutot le dégagement d'oxygène). Le spectre donne donc la "quantité" de photosynthèse obtenue pour un nombre donné de photons d'une longueur d'onde donnée.
On voit ici clairement que le vert est 2 à 3 fois moins efficace que le bleu ou le rouge ce qui veut dire qu'il faut 2 ou 3 fois plus d'intensité lumineuse verte pour obtenir la même photosynthèse qu'avec du bleu ou du rouge.
C'est pour cette raison (et pas à cause du spectre d'absorption) que les systèmes à LED utilisent principalement du bleu et du rouge mais pas de vert.
Donc pour optimiser l'efficacité photosynthétique d'un éclairage, il faut se rapprocher le plus possible du spectre d'action d'une plante et non de son spectre d'absorption. (et adieu l'aspect esthétique dans ce cas )

désolé pour ce post un peu long et compliqué mais j'espère que ça répond à la question

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www.caladenia.net:toutes mes photos d'orchidées sauvages d'Australie occidentale

merci Etienne pour tes précisions
à petites doses, c'est supportable

donc, si je comprends bien, et pour rester sur les notions d'optimisation de l'éclairage, il faut laisser tomber les courbes d'absorption et voir de près la courbe d'action...
je trouve toujours les mêmes, soit algues, soit feuilles d'élodée ou d'épinard, curieusement (?) jamais celle des phalénos par exemple...
peut-on admettre que l'élodée est représentative ?
d'autre part, la courbe, si je te suis bien, donne des nombres de photons... or la lumière est plus énergétique côté bleu que côté rouge
la formule de Planck est en inverse de la longueur d'onde, donc pour reprendre l'exemple du spectre d'action de l'élodée, on a un pic bleu à 425 et un rouge à 675, ça donne un rapport de 1,6 tout de même pas négligeable !
vu comme ça, c'est normal que pour un même nombre de photons, comme on a plus d'énergie fournie dans le bleu, on ait plus d'effet photosynthétique dans le bleu, non ?
en tous cas, il me semble que pour bien doser, va falloir aussi regarder ça, car les LEDs vont me 'sortir' des mW en monochromatique...
d'un autre côté, j'ai vu plusieurs fois que les essais avec LEDs conduisaient à implanter nettement plus de rouge que de bleu (rapport style 8 pour 1) : peut-être un début d'explication ?
enfin, à propos des raies des lampes, peut-on (doit-on ?) associer le 'quantitatif' de la courbe d'action au 'qualitatif' des courbes d'absorption ?

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Tonton Jules
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