Nos Spectres

Lampes ISLED V6C et V6PF

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Les micromoles/joule

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Les spectres spécialisés croissance et floraison pour plante de plein soleil

1: Les micromoles/joule :

En 2021 presque toutes les fiches techniques des fabricants de LEDs horticoles donnaient les performances des lampes en micromole/joule. C'est même souvent écrit sur la boite d'emballage.

Depuis l'apparition des lampes LED horticoles, les utilisateurs étaient perdus devant la complexité des notions techniques, physiques et biologiques. Cet indicateur permet de considérablement simplifier l'approche de l'éclairage horticole LED. Mais que vaut en réalité cet indicateur ?

Le marché des lampes horticole avait besoin d’un indicateur simple, et tous les fabricants ont adopté celui-ci.

En 2021, c'est devenu la course aux micromoles/joule (au rendement energétique dans le PAR) entre les fabricants.

Alors ça veut dire quoi des micromoles/joule exactement ?

Cela veut dire que la lampe convertit plus ou moins efficacement l'electricité en photons situés dans le PAR.

Qu'est-ce que le PAR ?

Photosyntetically Active Radiation

C'est une plage située entre deux valeurs de longueur d'ondes, 400nm à 700nm, entre lesquelles la lumière est potentiellement utile à la photosynthèse.

Il faut noter qu'il est prouvé des radiations en dehors de la plage 400 à 700nm peuvent également être très utiles à la croissance des plantes, le meilleur exemple est celui du far red 701-750nm.

La photosynthèse se fait essentiellement grâce au spectre énergétique, qui se compose essentiellement de bleus et de rouges. Mais le spectre signal (UV-vert-jaune-orange-rouge lointain-infrarouge) a également une action sur la croissance et la bonne santé des plantes.

Comment calcule-t-on le rendement en micromoles/joule ?

Quand on fait la moyenne du PPFD (en micomole/m2/s) sur une surface donnée (en m2), et que l’on la divise par la puissance de la lampe (en Watt), on obtient le rendement en micromoles/joule, que tout le monde regarde actuellement, et qui est censé être le meilleur indicateur de l’efficacité d’une lampe horticole. 1 Watt étant 1 joule/seconde.

Est-ce un indicateur pertinent et fiable ?

Oui, tout à fait, mais comme toute grandeur chiffrée il faut savoir l'interpréter.

Cette grandeur représentant le rendement en micromole/joule est elle suffisante pour juger de la qualité d'une lampe horticole ?

NON, absolument pas. Il faut aussi regarder d'autres valeurs et aspects.

Une lampe qui fait par exemple 2 micromoles/joule peut être bien meilleure qu'une autre lampe qui fait 3 micromoles/joule de rendement dans le PAR.

2- L'important dans une lampe horticole :

- son prix, c'est évident

- son/ses spectres : c'est ce qui fait que la plante va utiliser efficacement les photons reçus

- l'homogénité du spectre : les couleurs des différentes LEDs sont elles bien mélangées ?

- la répartition lumineuse : les mesures de PPFD sont elles très homogènes sur la surface couverte ? Y a-t-il des zones trop exposées ou pas assez exposées ?

- la fiablité de la lampe

- la durée de vie de la lampe (fortement lié au refroidissement des LEDs).

- son rendement en micromoles/joule serat-il toujours le même dans un an ? Dans deux ans ? Non, il va inévitablement chuter, car les puces des leds vont s'user. La question est « en combien de temps va-t-il perdre 30% de flux ou de rendemen » : en 1 an, en 2 ans, en 5 ans ? En 10 ans ? Votre œil ne le verra pas, mais vos plantes produiront de moins en moins au fur et à mesure des années.

3- Et les Kelvin et le CRI ?

Les Kelvin c'est la température de couleur, en gros ça donne une idée du ratio bleu/rouge :

6500K c'est riche en bleu, pauvre en rouge, c'est plutot un psectre croissance. Si on vous vends du 6000K pour de la flo, il y a un problème. Idem si on vous vends du 3000K pour de la croissance, c'est pas le top.

3000K c'est plus riche en rouge qu'en bleu, c'est plutot un spectre floraison.

Dans votre salon ou votre chambre, vous voulez plutot une lumière un peu rosée ou jaune, chaude, reposante, ce sera souvent du 3000K.

Les Kelvin en horticole ça ne veut quand mêle pas dire grand chose.

A noter que l'on peut avoir deux spectres différents et de la même température de couleur en Kelvin.

4- Le CRI Color Rendering Index, ou température de couleur :

C'est le rendu des couleurs : avec un haut CRI vous verrez mieux les vraies couleurs de vos plantes.

5- Pourquoi le spectre est-il important ?

En fonction du type de plante, et aussi de la phase (semis, bouturage,croissance, floraison, fructification) une plante n'aura pas les mêmes besoins en terme de lumière.

Il existe beaucoup de LEDs de couleurs (monochromatiques) différentes, et beaucoup de LEDs blanches différentes. On peut donc reconstituer un spectre spécifique. Mais pour ça il faut connaître précisément les besoins des plantes.

Pour concevoir une lampe LED de qualité, on veut d'abord qu'elle consomme le moins possible. Pour ce faire il faut essayer qu'elle n'émette que ce qui est utile à la plante, et ne pas lui envoyer de photons inutiles.

Oui mais si tous les photons envoyés à la plante sont dans le PAR ? C'est gagné ?

Non, car une plante, dans une phase donnée, va utiliser certaines longueurs d'ondes en plus grandes quantités que d'autres. Par exemple le vert 525nm, il est utile, mais il n'en faut pas autant que du bleu ou du rouge, c'est du signal. Si on en emet trop il y aura des photons inutiles, donc de l'énergie gâchée.

Si on met plus de bleu que de rouge et que l'on est en floraison 12/12, la plante va recevoir trop de bleu par rapport au rouge. Il y aura des photons perdus. Et ces photons bleus en excès peuvent même avoir un effet délétère en augmentant le nombre de feuilles dans les fleurs et en échauffant la plante. Le manque de rouge va diminuer la récolte.

Idem en croissance, si on met trop de rouge par rapport au bleu, les plantes tigent, et font moins de branches. Elles poussent aussi moins vite. Le trop de rouge est inutile et gâché, et il manque du bleu pour une plante saine et de belle structure.

Le far red, si on en met en assez grande quantité, va stimuler la floraison, et raccourcir la durée de la floraison. Si on en met beaucoup en croissance, la plante se croit à l'ombre d'une autre plante, et fait de la tige pour essayer de revenir dans la lumière. C'est le SAS (Shade Avoiding Syndrom).

6- Pourquoi un spectre croissance dédié et un spectre floraison dédié ?

Pour consommer le moins possible il faut cibler exactement les besoins d'une plante. Cela permet également d'avoir une plante très productive et en pleine santé, avec une vitesse de croissance impressionnante. Le fait de faire des spectres dédiés permet de « coller » au plus près aux besoins de la plante. Un spectre croissance/flo manque toujours de rouge en floraison et de bleu en croissance. Il ne doit pas émettre beaucoup de far red car cela est néfaste aux plantes en croissance.

7- Les spectres ISLED V6C et V6PF :

nota : Ces graphes sont des « allures de courbes », il n'est pas indiqué si ce sont des graphes en mW ou en PPFD ce qui donnerait des graphes différents. C'est suffisant pour constater l'énorme différence entre ces deux sources de lumière.

Le V6C (7200K CRI53) 8 LEDs, avec 2 types de LEDs bleues, du blanc et 2 types de LEDs rouges est dédié à la croissance végétative, et le V6PF est dédié à la floraison des nyctipériodiques plantes de jour court (12/12). V6PF sera sa proche évolution.

On constate dans le V6PF avec un type de LEDs blanche et 3 types de rouge, 630nm, 660nm et far red 726nm. 2500K CRI92. La quantité énorme de rouges par rapport au bleus et la présence de far red 730nm en grande quantité, tandis que dans le V6C le far red est absent (il inhibe la croissance des graines et n'est pas utile voir néfaste en croissance), le bleu est en plus grande quantité que le rouge. On constate également des pics à 630nm dans les deux spectres.

Concernant le 630nm, ISLED est le seul à encore en utiliser. Tous les autres fabricants l'ont abandonné, principalement pour la raison que ces leds rouges 630nm n'ont pas un rendement micromole/joule excellent comme les rouges 660. Et ça coute moins cher de s'en passer. Donc ils n'en mettent pas. La zone 600-640nm est couverte par les blanches, du coup le vert est en excès.

ISLED privilégie parfois certains aspects du spectre au rendement energétique micromole/j. Le rendement micromole/joule est essentiel et tous les émetteurs des cartes ISLED sont judicieusement choisis pour leur très bon rendement énergétique. Mais tout aussi important, il y a le spectre cible, les besoins de la plante, et le PUR. (Photosyntetically Useful Radiation)

Le PUR est le taux d'utilisation des photons incidents par la plante, dans le PAR. Le PUR ne peut excéder 80%. Les meilleures lampes horticoles de monde ne dépassent pas 80%.

Pour donner un ordre de grandeur, une plante en extérieur c'est de l'ordre de 35%. Une plante en 12/12 sous HPS, le PUR est de l'ordre de 28%. Les PUR sous V6C et V6PF ISLED sont entre 65 et 70%.

Une lampe croissance/floraison ne peut pas avoir un excellent pur en toute phase, c'est impossible. Et 90% des lampes du marché sont des croissance/flo.

ISLED se positionne sur les performances. Le V6C n'a pas été créé pour vendre une lampe supplémentaire. Si on veut optimiser sa culture, il est toujours plus intéressant d'avoir une petite box croissance 18/6 dédiée et une petite box flo 12/12 dédiée, plutôt qu'une grande box qui fait croissance et floraison, qui prendra au final autant de place et demandera le même investissement de départ en lampes et en matériel. Les deux petites box donneront sur un an la même récolte que une grande. V6C et V6PF s'adressent aux cultivateurs exigeants qui ont deux espaces dédiés. Le V6C fonctionne également sur les même alimentations que les Vx PF 24V.

ISLED propose quand même un spectre croissance/floraison très efficace, le V6F, avec deux types de LED blanches et deux types de LEDs rouges, qui est avant tout un spectre Floraison, rendu compatible croissance par l'ajout d'un peu de bleu et la supression de la LED far red. Ce spectre donne de très belles floraisons, mais sous V5C la croissance est plus rapide et la structure des plantes plus intéressante. Sous V6PF la floraison est plus explosive et plus courte, avec une puissance nécessaire par m2 plus faible.

Le V6F :

Le V5T :

Le V2.3 : (ce produit n'existe plus et est remplacé par le V5Tc et les Uspectrum)

8- Des exemples de spectres d'autres marques :

Voici le type de spectre que l’on voit partout actuellement, ici jcelui de Fluence Biotechnology, un compagnie Américaine rachetée par OSRAM qui équipe des installations professionnelles aux US. Ce spectre est très ressemblant à celui de la plupart des quantum boards car réalisé principalement avec des blanches 3500K et quelques high power 660nm, ce qui ne coute pas cher à produire, et offre un haut rendement umol/j.

Comme dans 98% des cas actuellement en 2021, c’est un spectre croissance/flo polyvalent. Pas spécialisé croissance, pas spécialisé flo, mais quand même axé flo, parceque les besoins d’une plante en flo sont bien plus complexes et importants que ceux en croissance. La température de couleur doit avoisiner les 3500K. C'est pour cette raison que je parle plutot de floraison compatible croissance pour le V5F croissance/flo ISLED. Mais le V5F croissance flo ISLED fait 2700K et est beaucoup plus riche en rouges.

Plus de bleu que de rouge en croissance et plus de rouge que de bleu en floraison.

Si on fait un spectre croissance/flo polyvalent, il y aura trop de bleu en flo, et trop de rouge en croissance, donc on va tout le temps gaspiller de l'énergie.

C'est un peu comme si on donnait à une plante tout le cycle du NPK 5.5.5. Alors qu'en croissance il lui faut plutot du N et en flo plutot du P, ensuite du PK et du K pour finir.

Alors Fluence a un bon rendement, certes, 2,6 umol/joule, c'est pas mal. Oui mais une grande partie de ces photons n'est pas utilisée suivant la phase, que l'on soit en flo ou en croissance. Entre 500 et 600nm, ce qui correspond au spectre signal, il n'en faut peut-être pas autant. Mais leurs blanches amènent le rouge 600-640nm, et ils veulent un bon rendement micromoles/joule. On se retrouve un peu comme à l'époque des HPS, on a un spectre pas top, mais on balance la sauce, pas de finesse, tout en puissance. Mais la finesse fait gagner des Kwh à la prise, mais ça coute plus cher à produire.

Ce qui compte surtout, c'est de proposer des lampes pas trop chères, donc on sacrifie un peu les besoins des plantes, on pense plus besoin utilisateur que besoin des plantes.

Chez HELIOSPECTRA, fabricant Suedois et pionier, créé en 2006.

Il y a des spectres dédiés ! Celui ci est un spectre flo, qui se passe de LED 660 pour ne pas plomber le fameux ratio micromole/Joule d'une part, et réduire le coût des lampes d'autre part.

Du coup il y a énormément de signal 500-600nm pas utile en si grande quantité. On ne met pas beaucoup de leds 660nm parceque les high power coutent cher en comparaison des blanches mid power.

Spectre croissance :

Voici le spectre croissance végétative de Heliospectra, un seul pic de bleu et seul pic de rouge, donc 2 types de LEDs, économique. Sur le V5C ISLED il y en a 5, car la clorophylle a 4 pics, deux dans les bleus et deux dans le rouge.

9- Conclusion :

ISLED fait le choix de ne pas sacrifier les besoins de la plante et de coller au mieux aux spectres cibles. C'est une technologie différente, réalisée sur mesure à l'échelle d'un artisan, qui n'a pas la prétention de devenir un industriel. Si vous êtes un cultivateur exigeant, et que cherchez un produit LED performant et durable, essayez le combo V6C+V6PF, vous serez bluffé.