Stratégie d’éclairage dynamique Intégrer les LED dans un schéma cultural

Les atouts des LED (diodes électroluminescentes­) par rap­port aux lampes à vapeur de sodium haute pression (HPS) sont évidents : un spectre lumineux plus ciblé, une absence de rayonnement direct et de radiation calorifique sur les plantes, une économie d‘électricité et d’énergie... La possibilité de régler les couleurs et l’intensité tire parti d’une nouvelle science : la photobiologie (lire l’encadré). À côté de la première génération de LED à spectre fixe est apparue une génération V.2 multispectrale. L’installation des luminaires doit s’inscrire dans un schéma de production faisant le lien entre l’éclairage et le climat (les flux de température et l’hygrométrie).

Outre l’horticulture classique, plusieurs cultures de diversification sous abri (en serre, tunnel double paroi, chambre de culture) sont d’ores et déjà utilisatrices de LED – souvent en multicouches – comme les micropousses, les plantes aromatiques et médicinales, l’agriculture urbaine. Des essais sont en cours sur le safran, les microalgues (amorçage de production) et le cannabis à usage thérapeutique.

Architecture de l’éclairage

Les consignes d’éclairage doivent découler de la stratégie de production, qui vise le rendement et, le cas échéant, leur in­fluence sur la forme des végétaux. « Une culture réussie s’appuie sur un trio : une génétique appropriée, un climat adéquat et une bonne lumière », analyse Christian Rabin, responsable du pôle Applications spéciales chez Dalkia froid solutions, ex- Cesbron, à Verrières-en-Anjou (49). Les recherches récentes sur les besoins lumineux des plantes bousculent l’idée selon laquelle leur croissance est stimulée uniquement grâce à deux couleurs (le bleu et le rouge). Elle dépend de diverses actions de la lumière : l’intensité et l’ensemble du spectre (les longueurs d’onde).

Dès lors, l’installation de LED repose sur deux critères :

- la sélection des longueurs d’onde appropriées pour la plante cultivée ;

- le positionnement des luminaires, leur hauteur par rapport au végétal ainsi que leur écartement-densité et l’ouverture de l’angle d’incidence lumineuse, qui peut être adapté par l’installation, en option, d’un concentrateur.

Afin d’élaborer des recettes de spectres variables, un capteur de PAR (soit la lumière active pour la photosynthèse) et un spectromètre (analyse du spectre de la lumière) connecté s’imposent. Et, pour la flexibilité, il est préférable d’acheter des LED à intensité modulable, aussi appelées dimmables (de l’anglais « to dim », atténuer). Certains fournisseurs parlent de gradation. Enfin, il ne faut pas négliger l’interaction des LED avec les humains ! La MSA de Loire-Atlantique vient de produire une étude sur la question.

Des solutions globales

Les fournisseurs majeurs offrent des solutions clés en main et/ou des recettes personnalisées grâce à un pilotage en temps réel réduisant la consommation d’énergie. Ils s’installent de même sur le marché du luminaire multispectral.

Chez Dalkia, une société experte en recherche et développement, l’Expéclimat Lumi Énergie (récompensé au Sival 2018) est un système de régulation et de pilotage complet idéal pour les espace clos (cellule de culture, ferme urbaine). Il contrôle de multiples paramètres – température, hygrométrie, vitesse de l’air, arrosage, cycle jour/nuit, etc. – régulés par la suite pour fournir précisément à chaque plante ce dont elle a besoin afin d’optimiser son évolution à chaque stade : germination, croissance et floraison.

RED horticulture, basée à Lyon (69) et Saint-Herblain (44), s’appuie sur son expertise en photobiologie. L’entreprise a été récompensée au Sival 2022 pour une solution globale associant ses luminaires évolutifs Taurus à l’outil de pilotage Solstice. Ce dernier utilise les données remontées par les capteurs Red Sense climat et Red Sense PAR (voir la vidéo « Sival : du bronze pour la solution clés en main de RED horticulture », mise en ligne le 7 avril dernier, sur www.lienhorticole.fr).

Le pilotage, cœur du système

VGD (Vegetal Grow Development), à Châteaurenard (13), a été primée deux fois au Sival. En 2020 pour la VGD box, un boîtier de pilotage associé à des capteurs et à un logiciel. Et en 2021 pour le luminaire Vertical Lumia, qui suit la croissance natu­relle des cultures (lancement du produit pour la tomate), avec une installation de type plug & play. Sa technologie brevetée autorise le contact entre la lumière et la plante sans brûler les feuilles. Dernière nouveauté de VGD, la High Power LED distribue­ une lumière variable et dyna­mique. Une spécificité de l’entreprise est l’organisation de formations courtes, en session interentreprises ou au sein de l’exploitation du producteur.

Signify (anciennement Philips Horticulture Lighting) à Eindhoven, aux Pays-Bas (ou Signify France, à Suresnes (92)) est un leader historique en éclairage. Une introduction récente, la Green Power Toplighting Compact (primée lors d’HortiContact 2020), remplace les lampes HPS en plug & play, soit avec un faisceau standard (angle de 120°), soit avec un faisceau large (angle de 150°). À l’instar de la Green Power Top­lighting linéaire, elle s’appuie sur le sys­tème de pilotage Philips GrowWise pour créer et utiliser des recettes d’éclairage personnalisées avec des modules réglables, par exemple au plus près des portions d’étagère en chambre de culture.

Éclairage sur mesure

Le marché s’étoffe avec des acteurs diversifiés, à l’instar de Colasse, à Seraing, en Belgique. Ses luminaires Vegeled sont une émanation de travaux menés avec le centre technique horticole Carah, Centre pour l’agronomie et l’agro-industrie de la province du Hainaut, à Ath. Se considérant davantage comme un bureau de conseils, la firme n’a pas développé de solution de pilotage standard et privilé­gie des projets personnalisés en solution globale avec l’installation électrique. Très original, Colasse propose un chariot de culture sous LED tout-en-un. Ce roll danois a un système d’éclairage (d’irrigation en option) alimenté par une simple prise de courant.

« Il n’existe pas de recette miracle. C’est chaque fois une question de compromis. Il faut valider par rapport à son objectif de production. Allez-y progressivement. Faites des essais avec une série témoin », conclut Christian Rabin, de Dalkia froid solution.

Linda Kaluzny-Pinon