Installer un éclairage horticole dans une serre

Zoom sur les systèmes d'éclairage horticoles artificiels

Quatre types de lampes sont disponibles pour l'amateur :

• Les lampes au sodium à haute pression (HPS) « spéciales » horticoles très utilisées par les professionnels, qui diffusent une lumière orange-rouge avec une forte proportion d'extrême rouge favorisant la floraison et la fructification. On peut les utiliser seules ou en complément d'une lampe blanche (HMI) pour stimuler la floraison.
• Les lampes LED, plus économiques, mais qui sont efficaces surtout en intérieur.
• Les lampes aux halogénures métalliques (HMI ou metal halide), qui émettent une lumière blanche proche de la lumière du jour avec une forte proportion de bleu qui favorise la croissance végétative (bouturage, tiges et feuilles) au stade plantule.
• Les tubes fluorescents qui émettent une source linéaire moins efficace que les lampes à source ponctuelle.

La lampe à sodium haute pression (HPS)

La lampe à sodium permet un meilleur rendement de l'éclairage que nos lampes à incandescence grâce à sa lumière qui tend vers le blanc et qui contient une grande partie des longueurs d'ondes reçues du soleil. Elle fonctionne grâce à la décharge électrique d'un courant dans un gaz qui s'allume. Elle est aussi étudiée pour émettre des ondes bleues pour les différentes phases de croissance des plantes. Cependant, des études montrent que seuls 7 % de la lumière émise sont absorbés par les plantes ; une grande partie de l’énergie produite par ces lampes est donc gaspillée. Elles ont aussi le défaut de diminuer leur rendement énergétique avec le temps, ce qui implique de les changer environ une fois par an. Elles consomment beaucoup et diffusent beaucoup de chaleur, jusqu'à 300 °C, risquant ainsi de brûler les plantes. La consommation d'une serre de 1 hectare est d'environ 5 000 mégawatts-heures d’électricité par an.

Les LED

Les LED ou DEL (diodes électroluminescentes) sont très peu énergivores, contrairement aux autres procédés, et diffusent très peu de chaleur, si bien que l'on peut les placer au plus près des plantes dans le couvert végétal pour une efficacité maximale sans risquer de les brûler. Elles ont l'avantage de pouvoir diffuser une seule longueur d'onde, si bien que l'on peut moduler le spectre lumineux que l'on envoie en fonction des réponses attendues. Chaque plante réagit différemment selon le spectre reçu (ensemble de longueurs d'onde) et selon son état d'avancement.

Dans une serre qui reçoit également la lumière naturelle, les effets des LED sont mineurs, masqués par la présence de cette dernière. L'efficacité des LED est pour l'instant avérée dans des zones confinées éloignées de la lumière naturelle comme les plants factories ou encore pour compléter l'éclairage naturel pendant l'hiver dans des pays à très faible luminosité hivernale comme le Canada. Les systèmes hybrides qui associent des lampes HPS au-dessus de la culture et des LED au sein du la végétation permettraient par exemple de produire des concombres toute l'année au Canada.

La durée de vie des LED est beaucoup plus importante que celle des lampes à décharge, allant jusqu'à 50 000 heures pour les plus performantes.

Les HMI

Ces lampes ont un flux lumineux élevé et présentent un bon rendement. Certains modèles de forte puissance peuvent remplacer les HPS sans changer le ballast, l'armature ou le câblage. Cependant ces lampes ne sont pas stables dans le temps et la couleur peut virer au rose ou au bleu. L'allumage nécessite quelques minutes et le réamorçage une dizaine de minutes. Ces lampes à décharge peuvent aussi exploser (glace de protection ou revêtement en téflon obligatoire), d'où leur emploi plutôt dirigé vers l'éclairage de magasins, d'aquariums, de scènes de spectacle…

Les tubes fluorescents

Appréciés pour leur faible coût et la faible chaleur qu'ils dégagent, ils ont beaucoup été utilisés dans les jardins d'intérieur. Leur rendement se situe entre 80 et 110 lm/W, mais le spectre se dégrade rapidement bien avant deux années d'utilisation. Le mercure contenu dans le tube est hautement toxique, ce qui le rend compliqué à recycler et très dangereux s'il se brise.

1. Favorisez un éclairage naturel maximal dans la serre

Installez la serre dans un endroit ensoleillé, suffisamment distant d'une haie ou d'un mur sensé la protéger du vent et orientez-la nord-sud : les longueurs de la serre sont face à l'est et à l'ouest afin que les deux côtés reçoivent la même quantité de lumière, surtout en hiver lorsque le soleil est bas.

2. Solution 1 : Installez une lampe à sodium à haute pression (HPS)

Si vous possédez des ampoules au mercure, remplacez-les par des ampoules au sodium qui vous feront économiser 40 à 50 % d'énergie. Vous les trouverez dans toutes les grandes surfaces. Les lampes au sodium demandent une tension d'amorçage supérieure à 220 V et leur système d'allumage doit comporter un amorceur, un ballast et un condensateur. L'allumage de la lampe nécessite 15 minutes !

• Procurez-vous un kit complet comprenant le ballast et le starter s'intégrant facilement dans le circuit électrique.
• Choisissez une HPS avec un culot à vis ou à baïonnette et remplacez votre ampoule classique.
• Nettoyez la lampe régulièrement, car elle attire la poussière, ce qui diminue la puissance de sortie lumineuse.

Solution 2 : Installez un système LED

Certaines lampes sont préconisées pour le début de croissance des plantes avec une majorité d'ondes bleues, d'autres pour améliorer la floraison et fructification avec des ondes rouges. Les panneaux LED de culture couvrent en général l'ensemble des besoins en diffusant le spectre lumineux blanc froid.

• Calculez le nombre de watts nécessaires à la surface cultivée. Pour connaître la puissance du panneau à utiliser, la valeur à considérer est celle en µmol/m²/s établie pour chaque plante. Prenez en compte la puissance consommée par le panneau entier et non par la somme des LED du panneau. Deux panneaux avec la même consommation électrique ne produiront pas le même spectre utile à la plante (PPF), suivant leur technologie et leur qualité.

• Branchez le câble électrique terminé par une douille à la prise de courant.
• Placez vos lampes à 30 cm du feuillage, voire dans le couvert, et contrôlez l'état des feuilles qui doivent rester bien vertes. Les orchidées peuvent produire des taches noires sur les feuilles trop proches des lampes. Les semis et jeunes plants sont également sensibles aux excès de lumière qui entraînent des brûlures du feuillage.
• Branchez éventuellement un programmateur mécanique sur la prise électrique avant de mettre le câble pour définir l'heure d'allumage et d'extinction de la lampe.

Quelques critères pour choisir votre panneau lumineux

• Le panneau dimmable signifie que l'on peut régler le spectre en fonction du stade de végétation (croissance ou floraison) pour effectuer un cycle complet de la vie de la plante.
• La puissance du panneau doit s'adapter à la quantité de lumière que doit recevoir la plante (en µmol/m²/s).
• L'angle de diffusion large (90 ou 120 degrés) permet d'éclairer une surface importante si nécessaire.
• Dans une serre extérieure, optez pour un panneau avec un indice d’étanchéité élevé.
• Un panneau à dissipation passive ou un panneau silencieux évite le bruit.