Les variations de la lumière perçues par les plantes (2/3)
Les plantes ont évolué des milliers d’années sous le soleil. Elles ont su développer de nombreux mécanismes pour mieux croître sous cette lumière à la fois complète, puissante et changeante. Étudier le spectre solaire nous aide à comprendre la réaction des plantes aux spectres lumineux et gagner en efficience dans une approche de complément artificiel de lumière.
Le spectre de la lumière solaire perçue sur Terre évolue au cours d’une journée et également au cours de l’année. Atmosphère, météo et saison sont autant de facteurs qui impactent la lumière perçue par les plantes.
L’atmosphère comme filtre optique
Il faut distinguer le spectre émis par le soleil et le spectre qui est reçu sur Terre. Entre les deux l’atmosphère agit comme un filtre optique changeant. Globalement, 70 à 75 % de la puissance transportée par le rayonnement solaire parvient à la surface de la Terre.
On distingue trois interactions entre le rayonnement solaire et l’atmosphère :
Les longueurs d’ondes sont réfléchies.
La réflexion peut se faire par l’air, par les nuages ou par la surface (le sol et l’eau du globe)
L’absorption est le fait que la matière diminue l‘intensité de la lumière. Elle peut être générale et diminuer l’intensité globale ou au contraire être précise et diminuer l’intensité d’une longueur d’onde précise.
La diffusion désigne la dissipation de la lumière dans toutes les directions. Cependant plus la longueur d’onde est petite, plus la diffusion est importante. En fait, dans l’atmosphère terrestre, le bleu est diffusé jusqu’à huit fois plus que le rouge. C’est grâce au phénomène de diffusion de la lumière que notre ciel est lumineux durant la journée.
Au coucher et au lever du Soleil, le rayonnement doit parcourir une plus grande distance à travers l’atmosphère qu’au milieu de la journée. La diffusion est plus importante et concerne des longueurs d’ondes plus élevées.
Cependant les observations peuvent être trompeuses : En effet, bien que le soleil prenne une apparence plus rouge lorsqu’il est proche de l’horizon, c’est à ce moment que la lumière que nous recevons est la plus riche en bleu !
Au lever et au coucher du soleil la lumière directe contient une majorité de rouge mais son rayonnement est faible. La lumière diffuse, riche en bleu, a plus d’importance à ce moment de la journée.
La météo
Nuages
Ils diffusent en majorité les grandes longueurs d’ondes (rouge). Le spectre sera donc plus chargé en bleu.
Brouillard – Humidité
Les gouttes d’eau de l’atmosphère dispersent le bleu, le vert, et le rouge de façon presque égale, ce qui produit un rayonnement blanc. C’est pourquoi le brouillard et les nuages nous paraissent blancs.
Les saisons
La durée d’ensoleillement et l’irradiation vont évoluer au cours de l’année. En découle une déformation du spectre lumineux suivant les saisons.
Pourquoi ? Les changements de saison sont causés par deux phénomènes. D’abord, le mouvement de la Terre autour du Soleil. Ensuite, l’axe de rotation incliné de la Terre. La planète penche toujours dans la même direction dans son orbite autour du Soleil. Cela veut dire que, selon les moments de l’année, différentes parties de la planète sont inclinées vers le Soleil. C’est aussi pour cette raison que les saisons diffèrent selon les régions du globe.
Le graphe ci-dessous nous montre la quantité de lumière cumulée mensuelle dans les Côtes-d’Armor en 2020. Il prouve que la lumière délivrée aux plantes ne suit pas une courbe linéaire au cours des saisons.
Données RED Horticulture recueilli dans les Côtes d’Armor sur l’année 2020.
Le système d’éclairage RED est un complément à la lumière naturelle. Il permet de lisser l’intensité lumineuse reçue par la plante afin d’assurer un bon rendement, même pendant les mois peu ensoleillés.
Dans le prochain et dernier article nous nous pencherons sur la lumière naturelle en serre. Nous étudierons les impacts de la structure matérielle sur le rayonnement solaire à l’intérieur de la serre.
