Mesurer la lumière

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C'est une affaire de photons

Grâce aux processus de photosynthèse, les plantes produisent de la matière organique pour fabriquer de nouvelles cellules. La source d'énergie qui alimente ce processus n'est rien d'autre que la lumière du soleil. Comme vous le savez probablement, la lumière consiste en un flux de photons. Chaque photon est caractérisé par sa fréquence ou, ce qui est équivalent, sa longueur d'onde. Des photons avec une longueur d'onde de 650 nanomètre (1 nanomètre = 1 nm = 1 mètre / 1000000000) sont perçus par l’œil humain comme de la lumière rouge. Des photons avec une longueur d'onde de 450 nm, sont perçus comme de la lumière bleue.

Rayonnement photosynthétiquement actif, ou PAR

Les plantes ont surtout besoin de photons avec une longueur d'onde entre 400 nm (violet) et 700 nm (rouge). Ce n'est pas vraiment étonnant que ce soit également la plage de fréquences où la lumière de soleil est la plus intense. Cette plage de fréquences est aussi appelée le "rayonnement photosynthétiquement actif" ou PAR (l’abréviation vient de l'anglais "photosynthetically active radiation") et correspond grosso modo à la partie visible de la lumière pour l’œil humain.

Compter les photons, ou qu'est ce que veut dire μmol/m2/s

Si nous prenons 1m2 - par exemple le mètre carré du potager - nous pourrions compter le nombre de photons qui tombent dedans par seconds. Ce nombre nous donnerait une idée à quel niveau le processus de photosynthèse est stimulé par la lumière. Évidemment, ce nombre de photons est énorme, même pendant le bref instant d'une seconde. Heureusement, il existe une quantité physique pour exprimer un grand nombre d’éléments : la mole. Une mole contient (à peu près) 600000000000000000000000 d’éléments (6,02214x10^23). Nous utiliserons aussi la micromole, un million de fois plus petit (1 μmol = 1 mole / 1000000). Ainsi, pendant une journée en mai, nous avons mesuré que, tous les secondes, environ 153 micromole de photons tombaient sur un potager d'un mètre carré. Nous disons que le PAR (rayonnement photosynthétiquement actif) est équivalent à 153 μmol par mètre carré par seconde, ou 153 μmol/m2/s.

Tous les photons de la journée, le DLI

Parfois, on s'intéresse également à la quantité totale de lumière incidente pendant toute la journée. Cette quantité peut être calculée en accumulant les valeurs d'intensité instantanée sur toute la journée. Cette somme est aussi appelée, en anglais, le Daily Light Integral (DLI), et se mesure en mol/m2/jour.


Pendant cette journée en mai, une partie des photons tombaient sur les feuilles des jeunes radis, ce qui les permettaient de récupérer de l'énergie, produire des nouvelles matières organiques, créer de nouvelles cellules et de grandir. Peut-être que, entre le temps que nous écrivons ce texte et que vous le lisez, les radis sont déjà devenus tellement grand que nous les avons mangés.


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