Faire croître les végétaux et souligner l’architecture

L’éclairage des serres fait appel à deux approches différentes selon la destination de l’ouvrage : serre ou verrière. Doit-on éclairer les végétaux, ou mettre en valeur la structure, ou les deux ?

S’il abrite un jardin, l’ouvrage nécessitera une lumière artificielle essentiellement dédiée aux plantes, et dans ce cas, le choix des sources et le positionnement des luminaires devront répondre aux critères de croissance des végétaux. Intégrée dans un immeuble tertiaire, comme c’est de plus en plus souvent le cas, la serre ou verrière constitue un puits de lumière naturelle de jour. L’éclairage artificiel prend alors le relais la nuit tombée, tout en apportant un niveau d’éclairement suffisant dans les circulations, halls ou atriums et en mettant en valeur la structure de verre et la végétation.

Besoin de lumière des végétaux

La lumière est indispensable à la croissance et au bien-être des plantes. En éclairage artificiel, trois paramètres doivent être pris en compte : l’intensité de la lumière, sa qualité (longueur d’ondes) et la photopériode.
L’intensité correspond à la quantité de lumière reçue par une plante. C’est un facteur important car en quantité inadéquate, la croissance des plantes peut être affectée. Les besoins en quantité de lumière peuvent donc différer selon l’espèce de plante cultivée. De plus, l’intensité lumineuse diminue avec l’éloignement de la source de lumière. La distance moyenne recommandée pour cultiver des plantes exigeantes en lumière sous tubes fluorescents est de 5 à 15 cm, tandis que les moins exigeantes peuvent être placées entre 25 à 37 cm de la source. Des plantes situées à 15 cm de luminaires avec réflecteur équipés de deux tubes fluorescents de 40 W reçoivent environ 5 380 lux, tandis qu’à 30 cm, elles reçoivent environ la moitié moins de lumière, soit 2 690 lux. À titre d’exemple, en plein soleil (zénith), une plante reçoit environ 10 760 lux.
Compte tenu du grand éventail des couleurs des fleurs et plantes, on privilégiera l’usage de lampes aux températures de couleur neutres (lumière blanche, ± 4 000 K), sans oublier toutefois que les teintes chaudes mettent en valeur les jaunes, roses et rouges, et les froides (5 000 K) les blancs, bleus et verts. La lumière blanche est composée d’un ensemble de longueurs d’ondes du spectre visible allant de l’ultraviolet (400 nm) à l’infrarouge (750 nm), en passant par toutes les couleurs de l’arc-en-ciel. Mais les différentes sources de lumière blanche n’émettent pas exactement la même quantité de chacune de ces couleurs. Certaines couleurs sont plus bénéfiques que d’autres pour l’accomplissement de fonctions physiologiques comme la photosynthèse, la croissance et le développement des parties végétatives, le photopériodisme, le phototropisme. C’est particulièrement le cas pour le bleu (440 nm) et le rouge (660 nm) qui sont indispensables aux plantes.
Par ailleurs, les plantes réagissent à la durée de l’éclairement (photopériodisme), processus qui peut affecter la croissance et la floraison de certaines plantes. Par conséquent, contrôler quotidiennement la photopériode en utilisant un système de pilotage automatique (avec durées d’éclairement programmées) peut être indispensable. De plus, les plantes ne doivent pas être exposées trop rapidement à l’éclairage artificiel. Il faut donc procéder progressivement en augmentant graduellement la durée d’exposition jusqu’au nombre d’heures nécessaires à la plante. En général, les plantes vertes requièrent de 12 à 14 heures de lumière quotidiennement, tandis que les plantes florifères demandent plutôt de 16 à 18 heures.

Critères de choix des lampes

Quelle que soit la source, il faut choisir des lampes avec un indice de rendu des couleurs élevé, supérieur à 85.
Les tubes fluorescents sont bien appropriés à l’éclairage des plantes, pour leur efficacité lumineuse élevée, leur spectre lumineux et leur longue durée de vie, et surtout ils n’émettent que peu de chaleur.
Les lampes aux iodures métalliques et à vapeur de Sodium à haute pression (SHP) offrent un spectre lumineux se rapprochant le plus de celui du soleil. De dimensions compactes, ces lampes proposent des gammes de puissance appropriées à l’éclairage des serres. L’étude des pics d’absorption de chlorophylle montre que la majeure partie du flux lumineux des lampes SHP se situe en dehors des plages de pic d’absorption de la chlorophylle. Par ailleurs, une serre de 2 hectares utilisant des lampes SHP va consommer environ 10 000 MWh d’électricité par an. La recherche a ainsi montré que seuls 7 % de la lumière générée par ces lampes sont absorbés par les plantes, et une grande partie de l’énergie produite par ces lampes est donc gaspillée.
On ne trouve pas encore beaucoup d’exemples d’éclairage de serres avec des Led, cette source s’étant démocratisée que récemment. Pourtant, ses avantages sont indéniables : faible émission de chaleur, consommations énergétiques très faibles, durée de vie très importante, allumage instantané. Outre ces économies d’énergie, l’utilisation de Led spécifiques peut contribuer à stimuler la photosynthèse et la croissance des plantes, grâce à l’utilisation de longueurs d’onde ciblées. Les Led ne produisent pas de chaleur, de sorte que les luminaires peuvent être positionnés presque au-dessus des plantes. En utilisant des luminaires pour Led spécifiquement adaptés aux environnements humides, il est possible de bénéficier d’un éclairage étanche qui permet une croissance des plantes en bonne santé et une diminution simultanée de la consommation d’énergie.

Verrières dans les bâtiments tertiaires

Des serres ou atriums placés au cœur d’immeubles de bureaux, de banques, ou d’hôtels peuvent représenter de véritables défis. Souvent de grande hauteur, ces structures de verre couvrent des espaces de convivialité où l’éclairage artificiel prend le relais de la lumière naturelle. La problématique est ici complexe. Il s’agit à la fois d’apporter des niveaux d’éclairement élevés avec des lampes de fortes puissances, de positionner les luminaires de manière discrète et de mettre en valeur l’architecture et les végétaux.
Citons par exemple le ministère hollandais des Finances à La Haye qui a subi une rénovation complète du bâtiment principal et des jardins, auxquels est venu s’ajouter un atrium qui sert de point de jonction représentatif pour le personnel et les visiteurs du centre de conférence. Trilux a fait le choix de petits accents de lumière pour créer des îlots de lumière marquant l’espace sur le sol dans l’atrium, tandis que des projecteurs encastrés au sol et au plafond mettent en scène les arbres et les jardins.
À Amsterdam, l’édifice qui abrite la Banque ING (architectes : Meyer & Van Schooten) rompt avec les clichés conceptuels propres au monde financier. Les 16 piliers élevés en « V » placent ce long bâtiment cunéiforme si haut au-dessus du sol, que chaque poste de travail jouit d’une vue dégagée par-delà le remblai antibruit de l’autoroute voisine. Les atriums, les loggias et les jardins, qui relient plusieurs étages entre eux, confèrent au bâtiment une transparence permettant à la lumière naturelle de pénétrer le jour au cœur des « jardins intérieurs », et permettent de multiples utilisations de ces espaces, que ce soit pour des réceptions ou des formations. Piloté par un système Erco de gestion de la lumière, l’éclairage s’adapte aussi bien aux conditions de luminosité qui varient au fil de la journée, qu’aux différentes activités.
Autre verrière, autre éclairage… Les Galeries Lafayette, Monument historique du boulevard Haussmann à Paris, fascinent par leur architecture Art nouveau, dont la superbe coupole en verre coloré de style byzantin. À 43 m de hauteur, la coupole, construite en 1912, s’étend au-dessus du hall principal donnant l’impression de flotter au-dessus de cet univers de marchandises. À l’occasion du centenaire du grand magasin, Yann Kersalé a créé une nouvelle mise en lumière artistique ⁽¹⁾ avec une technologie d’éclairage de Traxon Technologies. Pour cela, quelque 3 500 luminaires à Led Cove Light AC Dim ont été installés derrière les mosaïques colorées en verre.
En raison des propriétés spéciales des Led, telle la lumière directionnelle, les couleurs sont diffusées avec éclat. Les luminaires Cove Light AC sont fixés par groupes à des rails métalliques et montés aisément les uns à la suite des autres, grâce au système Plug and Play. Ce câblage permet aux luminaires Cove Light AC de se passer d’alimentations externes et de systèmes de câblage complexes, autorisant ainsi une instal- lation simple.