1. Régulation de la photosynthèse au niveau quantique
Les chloroplastes absorbent et modifient les photons de certaines longueurs d'onde, ce qui constitue l'essentiel de la photosynthèse des plantes. Des preuves expérimentales indiquent que l'efficacité d'absorption de la chlorophylle a/b est maximisée dans les bandes de lumière rouge de 660 nm et de 450 nm de lumière bleue, tandis que les caroténoïdes améliorent l'absorption de la lumière bleu-violet de 400-500 nm. Cette préférence innée de spectre donne à la technologie LED un délai clair pour savoir quand agir.
Une étude du centre de recherche Xinnuofei GrowWise a révélé qu'un système LED avec un mélange de lumière rouge de 660 nm et de lumière bleue de 460 nm permettait à la laitue de photosynthétiser 23 % plus rapidement que les lampes fluorescentes classiques et augmentait la teneur en vitamine C de 42 %. Cette efficacité de conversion d’énergie au niveau quantique vient du fait que les puces LED peuvent transformer directement l’énergie électrique en photons de certaines longueurs d’onde. Cela signifie que les puces LED consomment 8 à 10 fois plus d'énergie lumineuse que les lampes au sodium à haute-pression.
2. Une avancée majeure dans la formule de la lumière dynamique
Les lampes LED modernes pour plantes ont éliminé les limites d’un spectre unique. Ils peuvent désormais réguler le cycle de vie complet des plantes en combinant intelligemment la lumière rouge (660 nm), la lumière rouge lointaine (730 nm), la lumière bleue (450 nm) et les UV-A (380-400 nm) :
La période de germination des graines est de 660 nm de lumière rouge, qui active les pigments photosensibles. Cela augmente le taux de germination des graines de laitue à 98 %, soit 30 % plus court que sous des conditions de lumière naturelle.
Pendant la période de croissance nutritionnelle, un rapport 1:3 de lumière bleue de 450 nm et de lumière rouge de 660 nm rend les tiges de tomates 45 % plus épaisses et augmente la quantité de chlorophylle de 28 %.
La lumière rouge lointaine de 730 nm contrôle les hormones de floraison, ce qui fait fleurir les chrysanthèmes 12 jours plus tôt et augmente le nombre de boutons floraux de 37 %.
Pendant la période de récolte et de transformation, la modification du rapport entre la lumière rouge et la lumière bleue peut permettre à la laitue frisée rouge de contenir 2,3 fois plus d'anthocyanes et 41 % de nitrates en moins.
Cette flexibilité permettant de modifier rapidement les règles est très importante dans les usines. Des recherches de l'Université de Wageningen aux Pays-Bas démontrent qu'un support de plantation multicouche-avec un système de LED à spectre réglable peut produire 350 fois le rendement par unité de surface de l'agriculture traditionnelle et utiliser 90 % d'eau en moins.
3. Une révolution dans l’efficacité énergétique et un changement dans les modes de fonctionnement des industries
Le principal avantage de la technologie LED est qu’elle utilise l’énergie de manière très perturbatrice. Les données comparables montrent :
Type de source lumineuse, consommation d'énergie (μ mol/J), longévité (heures) et quantité de rayonnement thermique
Ampoule à incandescence 0.08 1000 90 %
65 % du temps, une lampe au sodium haute-pression fonctionne à 1.5 24000.
Lumière fluorescente 0.8 12000 80 %
Lumière LED pour la culture des plantes : 2,8 à 3.2 50000+15 %
Ce grand progrès en matière d’efficacité énergétique est le moteur du changement industriel. Le marché mondial des lampes LED pour plantes devrait représenter plus de 4,99 milliards de dollars d'ici 2031. En Chine, l'industrie devrait se développer à un rythme de 21 % par an.. 85 % des producteurs légaux de cannabis en Amérique du Nord sont passés aux systèmes LED, ce qui réduit les coûts énergétiques de 62 % et augmente les niveaux de THC de 18 %.
