Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
L’humanité doit faire face à deux défis majeurs : l’augmentation de la demande en énergie et en nourriture d’une part et le changement climatique d’autre part. Au rythme actuel de la demande alimentaire, il est estimé que le taux de production à l’hectare devrait être augmenté de 50 % à l’horizon 2050 pour assurer notre sécurité alimentaire. Parmi les solutions envisagées, la culture en intérieur est une sérieuse alternative aux modes de cultures traditionnels en extérieur. Dans ce mode de culture, l’éclairage peut représenter à lui seul jusqu’à 80 % de la consommation électrique. Cet article fait le point sur l’éclairage horticole avec un focus sur l’apport de la technologie LED dans ce domaine.
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Mankind has to face two major challenges: the increase in demand for energy and food on one hand and climate change on the other. At the actual rate of food demand, it is estimated that the production rate per hectare has to be increased by 50 % by 2050 to ensure our food security. Among the solutions considered, indoor cultivation is a serious alternative to traditional outdoor cultivation methods. In this cultivation method, lighting can alone represent up to 80 % of electricity consumption. This article reviews influence of light on plants with a focus on the contribution of LED technology in the horticulture field.
Auteur(s)
-
David BUSO : Enseignant-chercheur - Laboratoire LAPLACE, université Paul Sabatier, Toulouse, France
INTRODUCTION
L’humanité fait face à deux défis majeurs : l’augmentation de la demande en énergie et en nourriture d’une part et le changement climatique d’autre part. Avec l’augmentation de la population mondiale, ces deux enjeux de société semblent définitivement irréconciliables.
Au rythme actuel de la demande alimentaire, le taux de production à l’hectare devrait être augmenté de 50 % à l’horizon 2050 pour assurer notre sécurité alimentaire.
Parmi les solutions envisagées pour atteindre cet objectif, la culture en intérieur, quelles qu’en soient ses formes, est amenée à se développer pour complémenter les modes de culture traditionnels en extérieur.
La lumière joue un rôle majeur dans le développement des plantes, et une attention toute particulière doit y être portée dans le domaine de l’horticulture intérieure. Cet article fait le point sur l’impact de l’environnement lumineux sur la croissance des plantes en abordant ce thème d’un point de vue théorique, applicatif et technologique.
Ainsi dans un premier temps, la photobiologie des plantes est abordée. Ensuite, les différentes applications de la lumière artificielle que cela soit en phase de culture ou postculture sont examinées. Dans une troisième partie, l’apport des diodes électroluminescentes dans ce domaine est discuté. Enfin, une conclusion souligne que, grâce à l’apport technologique des LED dans le domaine, la lumière a plus d’un tour dans son sac et peut être utilisée dans des applications qui vont bien au-delà du « simple » éclairage efficace des cultures.
Points clés
Domaine : Photobiologie
Degré de diffusion de la technologie : Croissance
Technologies impliquées : Diodes électroluminescentes
Domaines d'application : Horticulture intérieure
Principaux acteurs français :
-
Pôles de compétitivité : Végépolys Valley
-
Centres de compétence : Société française de Photobiologie
-
Industriels : Agricool, Cycloponics
Autres acteurs dans le monde : Infarm, Bowery farming, Swegreen, Aerofarms
L'expertise technique et scientifique de référence
MOTS-CLÉS
KEYWORDS
LED | light | horticulture
DOI (Digital Object Identifier)
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6. Perspectives et évolutions
Cet article fait le point sur l’influence de la lumière sur la croissance des plantes et met en évidence l’apport de la technologie LED dans le domaine de l’horticulture. Cette technologie aussi efficace énergétiquement que polyvalente dans ses usages est l’outil qui est en train de révolutionner ce domaine tant d’un point de vue industriel que scientifique. Elle permettra dans un futur proche de développer de nouvelles façons d’aborder l’horticulture intérieure et apportera ainsi un élément de réponse à l’un des plus grands défis du XXIe siècle ; celui de la production alimentaire soutenable. Comme cela a été également illustré dans cet article, que cela soit pour les légumes feuilles, les plantes à fruits, ou encore les herbes, les mécanismes de biosynthèses photochimiques restent encore à éclaircir . Dans ce domaine, les LED permettent également de lever le voile sur l’extrême complexité de ces mécanismes et de déterminer avec précision le rôle des différentes bandes spectrales, espèces par espèces. Nous entrons sans nul doute dans une nouvelle ère où l’éclairage ne servira plus qu’à « simplement » améliorer les rendements des cultures, mais pourra également faire partie intégrante des stratégies de lutte contre les nuisibles et les maladies. De plus, avec le concours de l’intelligence artificielle et de l’internet des objets, la lumière deviendra « intelligente » et s’adaptera automatiquement pour répondre au mieux au besoin des plantes.
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - MURCHIE (E.H.), PINTO (M.), HORTON (P.) - Agriculture and the new challenges for photosynthesis research. - New Phytologist., vol. 181, n° 3, p. 532-552 (2009).
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(2) - STELLA (L.), TENG (P.) - High-tech plant factories : challenges and way forward. - Way Forward, S. Rajaratnam, School of International Studies, p. 11-17 (2017).
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(3) - KOZAI (T.), NIU (G.), TAKAGAKI (M.), eds - Plant factory : an indoor vertical farming system for efficient quality food production. - 2nd ed. Cambridge, Elsevier (2019).
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(4) - DOU (H.), NIU (G.) - Plant responses to light. - In : Plant Factory, B.m., Elsevier, p. 153-166 (2020).
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(5) - BORTHWICK (H.A.), HENDRICKS (S.B.), PARKER (M.W.) et al - A Reversible Photoreaction Controlling Seed Germination. - Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 38, n° 8, p. 662-666 (1952).
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