Pourquoi oublier les lumens et les lux
Les lumens et les lux mesurent la lumière telle que la perçoit l'œil humain. Ces unités sont pondérées par la sensibilité de notre œil, maximale dans le vert-jaune (vers 555 nm) et faible dans le bleu profond et le rouge.
La photosynthèse fonctionne autrement. Une plante utilise très bien le bleu et le rouge, que notre œil juge peu lumineux. Une lampe rouge et bleue peut donc afficher peu de lumens tout en nourrissant bien les plantes. À l'inverse, une lampe riche en vert-jaune affichera beaucoup de lumens pour un effet sur la croissance moins bon qu'annoncé.
Conséquence pratique : un chiffre en lumens ou en lux ne permet pas de comparer deux lampes horticoles. Il faut raisonner en photons, avec les unités décrites ci-dessous.
À retenir : lumens et lux décrivent ce que voit l'humain. Pour les plantes, on compte les photons utiles, en micromoles (µmol).
Le PAR : la lumière utile, de 400 à 700 nm
Le PAR (Photosynthetically Active Radiation, rayonnement photosynthétiquement actif) désigne la plage de longueurs d'onde de 400 à 700 nm, celle que les plantes utilisent principalement pour la photosynthèse. C'est la référence de toutes les mesures horticoles.
À l'intérieur de cette plage, toutes les couleurs sont utiles. Les mesures de référence de la courbe d'action photosynthétique montrent que le rouge est le plus efficace par photon, que le bleu l'est un peu moins, et que le vert reste nettement utilisé, contrairement à une idée reçue. Pour simplifier, la filière compte tous les photons entre 400 et 700 nm de la même façon.
Les rayonnements hors de cette plage (UV en dessous de 400 nm, rouge lointain (far-red) au-dessus de 700 nm) ont des effets réels mais secondaires, abordés plus bas.
PPF et PPFD : ce qui sort de la lampe, ce qui arrive sur la feuille
PPF : le débit total de la lampe
Le PPF (Photosynthetic Photon Flux) est la quantité totale de photons PAR émise par la lampe chaque seconde, en µmol/s. C'est une caractéristique du luminaire, mesurée en sphère intégrante par le fabricant. Elle ne dit rien de la façon dont la lumière est répartie.
PPFD : ce que reçoit réellement la plante
Le PPFD (Photosynthetic Photon Flux Density) est la quantité de photons PAR qui arrive sur une surface donnée chaque seconde, en µmol/m²/s. C'est la valeur qui compte pour la plante. Elle dépend du PPF de la lampe, de la hauteur de suspension, de la surface éclairée, des parois et de la position (centre ou bord).
Ordre de grandeur utile : le plein soleil d'été culmine vers 2 000 µmol/m²/s, une journée couverte se situe souvent entre 100 et 400 µmol/m²/s, et l'intérieur d'une pièce près d'une fenêtre reste généralement bien en dessous de 100 µmol/m²/s.
Relier les deux
Si la lumière était parfaitement répartie et sans perte, PPFD moyen = PPF / surface. En pratique, une partie des photons tombe à côté du plan de culture ou est absorbée par les parois. On applique donc un coefficient d'utilisation, d'environ 0,8 dans une tente à parois réfléchissantes, plus bas en espace ouvert.
PPFD moyen ≈ PPF × coefficient d'utilisation / surface (m²)
Exemple : une lampe de 540 µmol/s sur une tente de 1 m² avec un coefficient de 0,8 donne un PPFD moyen d'environ 430 µmol/m²/s.
Le DLI : la dose de lumière quotidienne
Le PPFD est un débit instantané. Ce qui détermine la croissance, c'est la quantité totale reçue sur la journée : le DLI (Daily Light Integral), en mol/m²/j.
DLI = PPFD × heures × 3 600 / 1 000 000
On multiplie par 3 600 pour passer des secondes aux heures, puis on divise par 1 000 000 pour passer des micromoles aux moles.
| Exemple | PPFD (µmol/m²/s) | Durée | DLI obtenu (mol/m²/j) |
|---|---|---|---|
| Micro-pousses | 150 | 16 h | ≈ 8,6 |
| Laitue | 250 | 16 h | ≈ 14,4 |
| Basilic | 300 | 16 h | ≈ 17,3 |
| Tomate en fructification | 500 | 16 h | ≈ 28,8 |
Allonger la durée d'éclairage avec une lampe modeste est souvent plus économique à l'achat, mais chaque culture a une photopériode qui lui convient.
La photopériode
La photopériode est la durée d'éclairage quotidienne. Pour les légumes cultivés en intérieur, on travaille entre 12 et 16 h dans la plupart des cas. Exceptions sur ce site : la tomate naine en fructification (18 h), le safran pendant sa floraison (10 h) et le chanvre (18 h en croissance, puis 12 h en floraison). Le détail est dans Combien d'heures de lumière par jour ? Quelques repères :
- Salades, aromatiques, micro-pousses : 14 à 16 h sont courantes. Attention, les jours longs favorisent la montaison de certaines salades et de la coriandre : l'épinard et la coriandre sont donc conduits volontairement en jours plus courts (12 h).
- Tomate : ne dépassez pas environ 18 h. Un éclairage continu (24 h/24) provoque chez la tomate des marbrures et des chloroses sur les feuilles.
- Fraisier : la réponse dépend du type de variété. Les variétés non remontantes sont des plantes de jours courts, les remontantes répondent plutôt aux jours longs, et les variétés à jours neutres fleurissent quelle que soit la durée du jour. Suivez la fiche de la variété.
- Chanvre : plante de jours courts. Comptez 18 h en croissance, puis 12 h d'éclairage et 12 h d'obscurité complète pour la floraison.
À retenir : visez un DLI, pas seulement un PPFD. Le calculateur d'éclairage fait le calcul pour vous à partir de la culture, de la surface et de la durée.
Besoins typiques par type de culture
Les valeurs ci-dessous sont des ordres de grandeur pour une culture en intérieur sans lumière naturelle. Elles correspondent aux valeurs par défaut du calculateur. Une variété, un stade ou une température différents peuvent justifier des écarts.
| Type de culture | PPFD indicatif (µmol/m²/s) | Photopériode | DLI obtenu (mol/m²/j) | Repère de DLI (mol/m²/j) |
|---|---|---|---|---|
| Micro-pousses | ≈ 150 | 16 h | ≈ 8,6 | 6–12 |
| Légumes feuilles (laitue, épinard, roquette) | 250–280 | 16 h (laitue), 14 h (roquette), 12 h (épinard) | ≈ 12,1–14,4 | 12–17 |
| Aromatiques (basilic, persil, ciboulette, coriandre) | 250–300 | 16 h (basilic, ciboulette), 14 h (persil), 12 h (coriandre) | ≈ 10,8–17,3 | 10–18 |
| Fraisier | 250 (croissance) / 400 (fructification) | 16 h | ≈ 14,4 / 23,0 | 17–25 (fructification) |
| Légumes fruits (tomate, poivron, piment, aubergine) | 350 (croissance) / 500 (fructification) | 16 h (max ≈ 18 h pour la tomate) | ≈ 20,2 / 28,8 | 20–30 |
| Concombre | 300 (croissance) / 450 (fructification) | 16 h | ≈ 17,3 / 25,9 | 20–30 |
| Chanvre | 500 (croissance) / 800 (floraison) | 18 h puis 12 h | ≈ 32,4 / 34,6 | 30–40 (floraison) |
L'épinard et la coriandre sont volontairement conduits en jours plus courts (12 h, soit un DLI d'environ 12,1 pour l'épinard et 10,8 pour la coriandre) : des jours plus courts limitent la montaison. Quelques cultures sortent de la plage des 12 à 16 h : la tomate naine en fructification (18 h, pour compenser une intensité plafonnée vers 350 µmol/m²/s), le safran pendant sa floraison (10 h) et le chanvre (18 h en croissance, puis 12 h pour déclencher la floraison).
Les légumes fruits sont de loin les plus exigeants. Un DLI trop faible ne les tue pas mais donne peu de fleurs, des fruits petits et peu nombreux. Pour les salades et les aromatiques, un DLI modeste suffit déjà à une récolte correcte.
L'efficacité en µmol/J et votre facture
L'efficacité d'une lampe horticole s'exprime en µmol/J : nombre de micromoles de photons PAR produites pour chaque joule d'électricité consommé. Comme un watt vaut un joule par seconde, on l'obtient simplement :
Efficacité (µmol/J) = PPF (µmol/s) / puissance réelle à la prise (W)
| Type d'éclairage | Efficacité typique (ordre de grandeur) |
|---|---|
| Ancienne lampe au sodium haute pression (HPS) | ≈ 1,5–2,1 µmol/J |
| LED horticole bas de gamme | moins de 2,0 µmol/J (efficacité faible) |
| LED horticole correcte | 2,0–2,5 µmol/J |
| LED horticole de bonne qualité | 2,5–3,2 µmol/J |
| Annonce au-delà de 3,2 µmol/J | chiffre à vérifier : probablement surestimé pour un produit grand public |
Le calculateur retient 2,7 µmol/J par défaut, valeur réaliste pour une bonne LED actuelle.
Ce que cela change sur la facture
À PPFD égal, la consommation est inversement proportionnelle à l'efficacité. Pour éclairer 1 m² de laitue à 250 µmol/m²/s avec un coefficient d'utilisation de 0,8, il faut un PPF d'environ 310 µmol/s :
- à 2,7 µmol/J : environ 115 W, soit ≈ 1,9 kWh par jour sur 16 h ;
- à 1,8 µmol/J : environ 175 W, soit ≈ 2,8 kWh par jour sur 16 h.
Sur une année, l'écart dépasse 300 kWh pour ce seul mètre carré. Multipliez par votre tarif du kWh pour chiffrer la différence. Une lampe plus efficace chauffe aussi moins, ce qui facilite la gestion du climat.
Attention : l'efficacité se calcule avec la puissance réellement consommée à la prise, jamais avec un « équivalent 1 000 W ». Voir Choisir ses LED pour décrypter une fiche technique.
Le spectre : rôle de chaque couleur
Le spectre décrit la répartition des photons selon la longueur d'onde. Il influence la forme de la plante plus que la quantité de biomasse, qui dépend surtout du nombre de photons reçus. Les effets ci-dessous sont bien établis, mais leur ampleur varie selon les espèces.
| Couleur | Plage approximative | Effets principaux |
|---|---|---|
| Bleu | 400–500 nm | Plantes plus compactes, feuilles plus épaisses, entre-nœuds courts. Nécessaire en petite proportion pour un développement normal. |
| Vert | 500–600 nm | Pénètre mieux dans le feuillage et atteint les feuilles basses. Rend la lumière agréable et permet de repérer carences et ravageurs. |
| Rouge | 600–700 nm | Très efficace pour la photosynthèse ; les diodes rouges sont parmi les plus efficaces électriquement. |
| Rouge lointain (far-red) | 700–750 nm environ | Hors PAR au sens strict. Favorise l'allongement des tiges et l'expansion des feuilles ; combiné au PAR, il contribue aussi à la photosynthèse (notion de PAR étendu, 400–750 nm). Peut influencer la floraison de certaines espèces. À petite dose seulement. |
| UV | sous 400 nm | Peut augmenter certains pigments ou composés aromatiques. Effet variable et modeste ; risque pour les yeux et la peau. |
Pour un amateur, les apports UV et rouge lointain sont des options, pas des nécessités. Une bonne quantité de lumière avec un spectre équilibré compte bien davantage.
Attention : ne regardez jamais directement une LED horticole allumée, surtout si elle contient des UV. Si vous travaillez longtemps sous la lampe, portez des lunettes filtrantes anti-UV prévues pour la culture sous LED, pas de simples lunettes de soleil.
LED blanches : kelvins, IRC et « plein spectre »
Température de couleur en kelvins
Les LED blanches sont des diodes bleues recouvertes d'un luminophore qui convertit une partie du bleu en vert, jaune et rouge. Leur teinte s'exprime en kelvins (K) ; pour choisir entre blanc et rouge-bleu, voir aussi Lumière blanche ou rose : laquelle choisir ? Repères :
- 2 700–3 500 K (blanc chaud) : plus de rouge, un peu moins de bleu ;
- 4 000–5 000 K (blanc neutre) : plus de bleu, lumière plus froide ;
- au-delà de 5 000 K (blanc froid) : encore plus de bleu.
Beaucoup de lampes horticoles mélangent du 3 000 K et du 4 000 K, souvent avec quelques diodes rouges (autour de 660 nm) pour renforcer l'efficacité et la part de rouge.
L'IRC
L'IRC (indice de rendu des couleurs) indique la fidélité des couleurs perçues par l'œil, sur 100. Il ne mesure pas l'intérêt pour la plante. Un IRC de 80 ou plus reste appréciable : vous verrez plus facilement une feuille qui jaunit, une tache ou un insecte. Les LED à IRC très élevé (90 et plus) sont souvent un peu moins efficaces.
Pourquoi le blanc plein spectre est un bon choix par défaut
- Il couvre tout le PAR, avec du bleu, du vert et du rouge : les plantes se développent normalement.
- Les LED blanches récentes atteignent de très bonnes efficacités, comparables aux lampes rouge-bleu.
- La lumière est confortable pour travailler et permet de diagnostiquer l'état des plantes, contrairement à la lumière rose-violet (bleu + rouge) des lampes qui n'associent que des diodes bleues et rouges.
- Il convient à toutes les cultures de ce site, des micro-pousses à la tomate, en jouant seulement sur l'intensité et la durée.
À retenir : choisissez d'abord la quantité de lumière (PPFD et DLI), puis l'efficacité (µmol/J), et seulement ensuite le spectre. Un blanc plein spectre de bonne efficacité est la solution la plus simple. Passez au calculateur pour dimensionner votre installation.