Automatisation de la lumière dans un environnement de serre


La lumière est un élément clé dans tout environnement contrôlé. Les plantes ont besoin d’une quantité idéale de lumière en fonction du type de plante, du stade de croissance et d’autres facteurs environnementaux.

Pour y parvenir, les producteurs doivent compter à la fois sur la lumière naturelle et artificielle. Quelle que soit la source, s’assurer que nous fournissons la bonne quantité de lumière est coûteux, et la générer est le résultat d’une certaine façon de produire de l’électricité.

En automatisant l’environnement de culture, les producteurs affineront la livraison de la lumière, ce qui se traduira par une opération beaucoup plus durable et efficace.

La plupart des équipements de contrôle environnemental intégrés peuvent apporter des ajustements quasi instantanés à l’équipement en réponse aux informations changeantes des capteurs, aux algorithmes prédictifs et aux réponses logiques programmées.

En général, les contrôleurs automatisés sont beaucoup plus rapides à dire aux composants de l’équipement dans quel état ils doivent être que l’équipement ne peut répondre.

Même si l’équipement pouvait réagir instantanément, il serait rarement avantageux de le faire car des cycles marche/arrêt excessifs peuvent limiter la durée de vie des moteurs, des interrupteurs et des luminaires.

Les systèmes de climatisation intégrés correctement réglés réagissent aux changements de l’environnement d’une manière atténuée ou atténuée qui établit un équilibre entre la nécessité de maintenir les points de consigne et la nécessité de ne pas surcharger l’équipement ni de dépasser le degré de réponse.

Bien que la qualité spectrale du soleil soit constante, elle est très variable en intensité, durée (quotidienne et saisonnière) et direction.

De nombreuses stratégies, y compris des systèmes d’ombrage et d’éclairage supplémentaire, ont été développées pour faire face aux conditions de production intérieures indésirables associées aux fluctuations de la lumière.

Les conditions d’ensoleillement dans les serres peuvent varier rapidement, affectant la température, l’humidité et l’éclairement.

Pour compenser, les équipements de ventilation, de chauffage, d’ombrage, d’irrigation, d’humidification et d’éclairage de la serre doivent être raisonnablement sensibles à ces fluctuations si l’on veut obtenir un environnement de croissance contrôlé.

Cela nécessite une bonne ingénierie et une sélection appropriée des équipements et des dispositifs de contrôle. Cela nécessite également une compréhension des capacités et des limites des systèmes d’équipement de serre, des capteurs et des contrôleurs.

Le contrôle de la quantité de lumière reçue par une culture en serre peut être influencé par deux méthodes principales : l’ombrage et l’éclairage supplémentaire.

Contrôle de l’ombrage

Pour les cultures tolérantes au plein soleil – comme les tomates, les concombres et les chrysanthèmes – l’ombrage n’est jamais nécessaire pour limiter les niveaux de PAR.

Correctement acclimatées, ces cultures sont parfaitement capables de supporter et d’utiliser toute la puissance du soleil. Cependant, il est souvent nécessaire de fournir de l’ombre pour limiter l’accumulation de chaleur dans l’air de la serre et sur les surfaces des feuilles.

En outre, certains systèmes d’ombrage internes, s’ils sont utilisés avec soin, peuvent être partiellement efficaces pour aider à réduire le déficit de pression de vapeur lors de journées ensoleillées et chaudes. Pour les cultures à faible luminosité et les applications spéciales telles que l’enracinement des boutures, l’ombre est utilisée comme moyen nécessaire pour limiter le rayonnement solaire total. Certains paramètres de contrôle typiques qui peuvent être utilisés pour faire fonctionner l’équipement d’ombrage comprennent :

  • Heure (absolue ou relative à la durée du jour et à la saison)
  • Lumière globale (provenant de capteurs extérieurs)
  • Température (extérieure et/ou intérieure)
  • Humidité (points de consigne)
  • Programmation de la photopériode (pour les écrans occultants)

D’autres paramètres pouvant être utilisés pour contrôler le comportement des dispositifs d’ombrage comprennent des stratégies d’ouverture et de fermeture par étapes, des dérogations spéciales pour des événements tels que les chutes de neige, les opérations de pulvérisation et la synchronisation avec le chauffage, la ventilation, le contrôle de l’humidité et la supplémentation en CO2. Les programmes de contrôle les plus flexibles permettent l’intégration de plusieurs paramètres à la fois.

Contrôle d’éclairage supplémentaire

Certaines serres avec de grandes installations peuvent ne pas avoir suffisamment de service électrique pour faire fonctionner toutes leurs lumières en même temps, elles peuvent donc devoir être étagées en fonction de la puissance électrique disponible.

Lorsque des contrôleurs intégrés sont utilisés, il est possible de contrôler le fonctionnement des systèmes d’éclairage supplémentaires par quelques paramètres, notamment :

  • Éclairage cyclique (pour le contrôle de la photopériode)
  • Contrôle supplémentaire de la durée d’éclairage
  • Lumière
  • Niveaux d’éclairage quotidien intégrés (DLI)
  • Consignes de rayonnement instantané
  • Synchronisation CO2

L’éclairage cyclique n’est normalement utilisé qu’avec des lampes à incandescence uniquement pour fournir un contrôle de la photopériode en cyclant une série de périodes d’éclairage de durée relativement courte dans la nuit.

En utilisant cette méthode, il est possible d’utiliser moins de temps d’éclairage global et de consommation d’électricité qu’avec un éclairage conventionnel de longue durée. Il n’est pas recommandé de l’utiliser avec un éclairage HID, car ces luminaires ne sont pas conçus pour des cycles fréquents.

Contrôle d’éclairage

Pour un éclairage supplémentaire, quelle que soit la méthode de contrôle, il est préférable de faire fonctionner les lumières pendant de longues périodes, car un cycle court de ces luminaires réduira considérablement la durée de vie de la lampe et du ballast.

Par conséquent, lors de la configuration de programmes basés sur l’énergie lumineuse instantanée ou accumulée disponible, il est préférable de configurer certaines conditions qui empêchent le cycle.

Celles-ci peuvent inclure un temps de vérification, où le besoin d’allumer ou d’éteindre les lumières doit être maintenu pendant une période souhaitée. Cela empêche les lumières de s’allumer et de s’éteindre par temps partiellement nuageux.

Une autre méthode pour empêcher le cyclage lors de l’utilisation d’une commande basée sur la lumière consiste à prévoir un délai minimum d’activation et de désactivation.

D’autres stratégies supplémentaires pourraient être utilisées seules ou en conjonction avec ce qui précède. Par exemple, pour tirer le meilleur parti de la supplémentation en CO2, il est nécessaire d’avoir des niveaux d’éclairage adéquats.

Un programme séparé pourrait être mis en place pour s’assurer que les cultures reçoivent toujours un niveau de lumière minimum pendant les périodes de supplémentation en CO2.

L’automatisation de l’ombrage et de la lumière supplémentaire, en plus de l’utilisation appropriée des programmes spéciaux disponibles sur les systèmes de contrôle environnemental les plus avancés, contribuera à des pratiques de culture plus efficaces et durables.

L’utilisation de capteurs, l’ajustement des points de consigne et la connaissance de vos objectifs aideront à développer un produit plus cohérent tout en garantissant une utilisation optimale des ressources.

Alex Fermon est responsable du marketing produit chez Argus Controls. Texte partiellement adapté de « Lumière et contrôle de l’éclairage dans les serres » par Argus Controls. Argus Controls et Conviron sont les membres fondateurs de la Sustainable Cannabis Coalition. Images par Argus Controls.

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