Choisissez la source lumineuse adaptée à vos besoins
Le lumen, c'est-à-dire le niveau de luminosité, est toujours indiqué sur l'emballage. Nous vous montrons ici comment exploiter concrètement, dans l'aquarium, les informations figurant sur l'emballage du tube fluorescent ou de l'ampoule.
Auparavant, une ampoule ou un tube fluorescent était classé selon sa consommation électrique (watts). Cela rend toutefois très difficile la comparaison entre différents types de sources, car ampoules, tubes fluorescents et LED ne sont pas directement comparables sur ce point. Il est préférable de repérer sur l'emballage le chiffre indiquant combien de lumens la source produit. Le lumen désigne précisément la quantité de lumière émise par une source donnée, et non l'énergie qu'elle consomme. Cette valeur figure sur l'emballage de toutes les ampoules, tubes fluorescents, LED, etc.
Pour simplifier, nous expliquons ici combien de lumens nous recommandons par litre d'eau dans un aquarium, pour une sélection de plantes des catégories Facile, Moyen ou Avancé.
(20 lumens correspondent à 0,5 watt de tube T5 par litre, 40 lumens correspondent environ à 1 watt de T5 par litre.)
Quelle quantité de lumière est suffisante ?
Tout dépend des plantes que vous avez choisies. Si vous n'avez retenu que des plantes « Facile », 10 à 20 lumens (0,25 à 0,5 watt) par litre suffisent. Pour les plantes « Moyen », nous recommandons 20 à 40 lumens (0,5 à 1 watt) par litre, tandis que les plantes « Avancé » exigent plus de 40 lumens (1 watt) par litre.
La série de photos montre le même aquarium (kit de démarrage de 54 litres) avec A) un tube T8 standard de 15 watts, B) un tube T5 de 24 watts et C) 2 tubes T5 de 24 watts chacun, afin de visualiser la quantité de lumière supplémentaire qu'apporte un tube T5 par rapport à un T8 – le même écart qu'en passant d'un tube à deux tubes.
Un moyen simple et économique d'exploiter la lumière au mieux consiste à toujours utiliser un bon réflecteur (en savoir plus sur les réflecteurs ici) et à veiller à ce que la température – surtout en été – ne devienne pas trop élevée à l'intérieur de la rampe (en savoir plus sur la quantité de lumière émise et la température ici).
Nos recommandations, en lumens/watts par litre, s'appuient sur de nombreuses années d'expérience avec l'éclairage par tubes fluorescents T5.
Le tableau indique la quantité de lumière (lumens) d'un tube T8 de 15 watts dans un kit de démarrage, comparée à la lumière du soleil, typiquement celle d'un salon – il y a plus de lumière dans l'aquarium que dans le salon, mais bien moins que ce que les plantes recevraient en conditions naturelles.
N'oubliez pas d'utiliser des réflecteurs dans votre rampe afin d'exploiter la lumière jusqu'à 4 fois mieux !
Beaucoup de kits de démarrage économiques sont livrés avec une rampe standard sans réflecteurs. Heureusement, il est possible d'acheter des réflecteurs séparément et de les monter ensuite sur la grande majorité des rampes.
Nos calculs montrent qu'un bon réflecteur peut multiplier par 4 l'exploitation de la lumière. Notez qu'il existe de grandes différences de qualité entre réflecteurs – nous avons tenté de l'illustrer par une série de photos !
Il est facile de déterminer en magasin quel réflecteur est le meilleur. Montez le réflecteur sur un tube fluorescent et observez le reflet du tube dans le réflecteur. Si aucune bande noire n'est visible dans le reflet, le réflecteur est « parfait ». Si des rayures noires apparaissent (voir l'exemple à droite sur la photo du haut), cela signifie qu'il existe des zones du tube dont le réflecteur ne peut capter la lumière – ce qui réduit son exploitation. En règle générale, même un mauvais réflecteur (type 1, par exemple) vaut bien mieux que pas de réflecteur du tout (None) !
La quantité de lumière diminue considérablement avec la distance entre la source et le fond du bac, et depuis le centre vers les angles. En lumière naturelle, cette distance n'a aucune importance, le soleil étant extrêmement éloigné. Mais avec une source artificielle, la distance est bien moindre et devient donc déterminante pour la quantité de lumière que reçoivent les plantes.
Nous avons réalisé un calcul simple à l'aide d'une plaque représentant le fond d'un aquarium, la source lumineuse placée 30 cm au-dessus. Nous avons mesuré du centre du bac vers les angles, puis de la même façon à 10 cm de hauteur (là encore, du centre vers les angles). Comme le montre le tableau, il y a nettement plus de lumière juste sous la source, au centre du bac, alors qu'elle diminue fortement dans les angles. En rehaussant la plante de seulement 10 cm vers la rampe, elle reçoit 40 % de lumière en plus. Cet effet ne se retrouve pas dans les angles, en raison de la mauvaise diffusion de la lumière depuis la source (le tube fluorescent). Les plantes peuvent facilement être rapprochées de la lumière en les posant sur une tige ou une pierre.
Les plantes les plus exigeantes en lumière gagnent toujours à être placées au centre du bac, de préférence rehaussées vers la lumière – tandis que les plantes de la catégorie Facile comme Microsorum et Cryptocorynes poussent très bien le long des bords.
Il existe de nombreux types de sources lumineuses, de l'ampoule à incandescence d'autrefois et des lampes aux halogénures métalliques aux LED modernes.
La figure ci-dessous montre la quantité de lumière fournie par les différents types d'éclairage (|---| représente l'intervalle complet, la boîte couvre 50 % des observations et le petit trait horizontal est la valeur médiane). Elle montre clairement que l'ampoule à incandescence (incandescent) est la source qui émet le moins de lumière par watt consommé (lumens par watt).
Elle montre aussi que l'ancien tube T8 émet presque autant de lumière par watt que le T5 plus moderne. Pourquoi tant d'aquariophiles passent-ils alors au T5, apparu il y a une vingtaine d'années ? Parce qu'un tube T5 émet bien plus de lumière par centimètre de tube que le T8. Un tube T8 de 15 watts convient à un kit de 54 litres et n'émet que 900 lumens, tandis qu'un tube T5 de longueur équivalente consomme 24 watts mais émet 1600 lumens.
Enfin, la figure montre que les lampes aux halogénures métalliques sont les sources qui émettent le plus de lumière par watt, suivies de près par les LED modernes à haut rendement. Le principal avantage de ces deux sources est toutefois leur très faible encombrement : on peut en installer de nombreuses unités dans une même rampe et créer ainsi un luminaire à forte puissance lumineuse. Si l'on considère uniquement les lumens obtenus par watt, l'écart n'est cependant pas assez marqué à lui seul pour justifier de remplacer votre luminaire par une LED – mais si vous prévoyez déjà d'acheter une nouvelle rampe, une solution LED vaut sans doute la réflexion. En savoir plus sur l'éclairage LED ici !
Les différents types d'ampoules à économie d'énergie (LED et fluorescentes) émettent en réalité beaucoup moins de lumière par watt, mais elles peuvent tout de même présenter des avantages pour qui souhaite jouer avec la lumière dans l'aquarium. Ces lampes s'achètent sous forme de spots et permettent de beaux effets si vous ajoutez localement de la lumière sur un massif exigeant.
Lumen, lux et flux de photons sont les unités les plus courantes pour mesurer la quantité de lumière – nous expliquons ici ce que chacune quantifie.
Le lumen indique la quantité émise par une source – tandis que le lux indique la quantité de lumière par surface (soit des lumens par mètre carré). Le lux sert donc à décrire la quantité de lumière disponible pour une plante à un endroit donné du bac. Les mesures de lumière standard s'expriment en lux.
Le flux de photons est le terme scientifique désignant la quantité de lumière par surface ; il indique le nombre de photons par mètre carré et par seconde (µmol par m2 par s). Il n'est souvent donné que pour les longueurs d'onde de 400 à 700 nm, précisément celles que les plantes peuvent utiliser (voir Quelle lumière les plantes utilisent-elles ?). Le flux de photons se convertit en lux en le multipliant par 74 pour un tube fluorescent coolwhite. Le facteur varie toutefois de 33 à 106 selon le type de source.
L'idéal est de parler des besoins lumineux des plantes en lux ou en flux de photons, car ce qui compte pour elles est la quantité de lumière atteignant leurs feuilles (lux) – et non tant la puissance de la source (lumens). La lumière effectivement disponible dépend cependant avant tout de la distance à la source : plus elle est grande, moins de lumière leur parvient (voir Distance à la source lumineuse).
L'image ci-contre montre la répartition spectrale de la lumière du jour. La lumière du jour se compose généralement de parts égales de lumière bleue, verte et rouge.
Les plantes n'utilisent toutefois que la lumière bleue et rouge (voir la figure présentant l'absorption de la chlorophylle aux différentes longueurs d'onde). C'est pourquoi de plus en plus de plantes en pot sont cultivées dans les serres modernes à l'aide de diodes bleues et rouges, puisque c'est précisément ce spectre que les plantes utilisent pour leur photosynthèse. En revanche, les plantes n'utilisent PAS la lumière verte, qui est simplement réfléchie – et c'est la raison pour laquelle nous les percevons comme vertes.
En tant qu'aquariophiles, nous avons cependant besoin de lumière verte dans le bac afin de restituer les bonnes couleurs – sans elle, l'aquarium paraîtrait violet. Nous recommandons donc des sources proches de la lumière du jour, avec une température de couleur de 5500 à 6500 °K : en savoir plus sous Température de couleur et IRC.
La température de couleur s'exprime en degrés Kelvin (°K) et indique la couleur de la lumière. La lumière du jour se situe autour de 6500 °K, c'est pourquoi nous recommandons des sources dont la température de couleur se situe entre 5500 et 6500 °K. Une température élevée (> 8000 °K) donne une teinte bleutée et ne devrait servir qu'aux bacs d'eau de mer, tandis qu'une température inférieure à 4000 °K donne une teinte jaunâtre ou rougeâtre, comparable à une ampoule à incandescence d'autrefois.
La température de couleur détermine aussi, dans une certaine mesure, la fidélité avec laquelle les couleurs naturelles des plantes sont perçues. Beaucoup de sources portent une valeur IRC (indice de rendu des couleurs), dont le maximum est 100. Cet indice indique la capacité de la lampe à restituer une série de couleurs normalisées. Choisissez une lampe dont l'IRC est au moins de 90 afin d'obtenir les couleurs les plus naturelles des animaux et des plantes.
L'image A montre un bac planté dont la source a un IRC élevé (lumière du jour) : le rendu des couleurs des plantes y est excellent. L'image B utilise une source à IRC plus faible, et les plantes y paraissent plus grises.
