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Imiter le soleil pour obtenir des plantes avec plus de goût et de nutrition


Les lampes à plasma imitent dans une très large mesure le soleil. Elles seront désormais à l’essai dans quelques serres romandes.


Dossier no 29 - 2021 dernier essai


Les photos du test réalisé par Agroscope, ceci à quatre reprises, surprennent. Dans une chambre à température et humidité contrôlées, des plants d’aubergines ont été placés d’un côté sous une lampe à plasma et, de l’autre, sous une lampe à sodium haute pression (HPS), généralement utilisée pour l’éclairage des serres. «Devant les premiers résultats, nous étions incrédules!», explique Laurent Calame, de Lumartix, la société qui met au point ces prototypes, à Aubonne (VD).

Les bonnes nouvelles vont pourtant se confirmer. Les plants qui ont poussé sous la nouvelle lampe ont une biomasse nettement plus développée. Ils ont porté plus de fruits mûrs avec une à deux semaines d’avance. Pourquoi? La lampe, créée à l’origine pour tester la technologie solaire imite fidèlement le spectre du soleil et inclut une plus grande proportion d’ultraviolets B (UVB). Ce sont les composants actifs solides des ampoules, qui ne contiennent ni mercure ni métaux lourds, qui sont amenés à l’état de plasma à une température de 2500° C, ceci pour une puissance de 1000 watts.

Des fraises à Noël
D’autres tests, en terrain cette fois, ont commencé dès le mois de janvier. Vingt producteurs de Suisse romande sont concernés. Si le vrai marché de l’éclairage se situe au nord de l’Europe, en Suisse, il y aurait aussi du potentiel. Et Laurent Calame de rêver: «En installant des serres en Valais pour profiter de la chaleur géothermique, on pourrait produire de la fraise suisse, riche en vitamines et micronutriments et neutre en CO2 pour Noël». Mais Laurent Calame rêve les pieds sur terre. D’abord, il évoque sans détour les points faibles de son produit: ampoule chaude plus dangereuse qu’une LED (800° C en surface) et ventilateur bruyant. Quant à son prix, pour l’instant trop élevé, «mon but est de le rendre accessible, soit de commercialiser la lampe aux alentours de 1500 francs».
 
Selon les estimations de Lumartix, pour des plantes exigeant beaucoup de lumière il faut prévoir une lampe pour environ 40 m2. «C’est un peu moins que pour la technologie LED ou HPS» Pour des plantes d’ombrage, une tous les 80 à 100 m2 devrait suffire. Les travailleurs contraints de travailler dans des serres éclairées avec ce type de technologie doivent se protéger, comme face au soleil.

Chercheur, pas agriculteur
Le but de la société Lumartix? Créer un système cleantech solide et durable avec des matériaux de très grande qualité, aussi légers que ceux issus de technologies classiques. Les ventilateurs, par exemple, sont conçus pour tenir 100 000 heures. La durée de vie d’une ampoule est estimée à 40 000 heures, ce qui correspond à 12 heures par jour pendant 10 ans pour une consommation peu gourmande en électricité, plus ou moins équivalente à celle du LED. Une production sur un temps plus allongé pour certaines solanacées, cucurbitacées, petits fruits et herbes aromatiques est visée. Les protocoles de culture n’existent pas encore. Ils seront élaborés dans un deuxième temps, probablement en collaboration avec Agroscope. «J’insiste, c’est important. Je ne suis que chercheur. J’ai besoin de l’expérience et des compétences des producteurs pour avancer!»

 
L’expérience réalisée sur des aubergines. A droite: utilisation de la lampe plasma. Ici, le deuxième essai. Photo Lumartix
 


Lumière naturelle vs lampe à plasma. Cette similitude pourrait profiter à une meilleure valeur nutritionnelle. Image Lumartix
 
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Luminosité n’est pas lumière

Plusieurs types ultraviolets (UV) générés par le spectre solaire parviennent jusqu’à la terre et entrent en interaction avec les plantes: les UVA et les UVB. Durant les cinquante dernières années, les UVB étaient accusés de stresser les plantes et de déclencher des réactions métaboliques pouvant altérer la saveur et la valeur nutritionnelle des fruits. Les choses tendent à évoluer. «Même les UV de type B, pourtant potentiellement très nocifs, sont utilisés pour influencer la croissance et le développement des plantes. Celles-ci doivent donc les absorber tout en se protégeant», a constaté Roman Ulm, professeur au département de botanique et biologie végétale de la Faculté des sciences de l’Université de Genève. «On pensait que les plantes ne devaient absolument pas subir de stress. Aujourd’hui, on remarque qu’une exposition à une certaine dose d’UVB, probablement en interaction avec les UVA, D peut même s’avérer positive», appuie Laurent Calame.

«Le client ne mord pas dans la tomate»
Bien qu’il pense que ses lampes pourraient contribuer à faire pousser des plantes avec de meilleures propriétés nutritionnelles, Laurent Calame n’est pas encore en mesure de le prouver. «On va travailler sur le sujet. Je veux disposer d’études indépendantes», explique l’homme qui a déjà tenté d’approcher les grands distributeurs. «C’est dommage, leurs critères restent couleur, forme, capacité à être stocké et prix. Une tomate doit être ronde et dure. Le goût et qualité nutritionnelle ne sont pas encore assez valorisés. ‹Le client ne mord pas dans la tomate avant de l’acheter›, m’ont répondu les responsables.»

Influence sur le goût prouvée
Une équipe de chercheurs dirigée par Michael Dzakovich de l’Université Purdue, aux Etats-Unis, a voulu déterminer s’il était possible d’améliorer la saveur des tomates cultivées sous serre. En raison de la diminution de la lumière du soleil et du filtrage des UV par le verre, ils ont émis l’hypothèse que ces fruits cultivés hors saison ne recevaient pas une lumière adéquate. Les auteurs ont donc fait pousser des tomates sous serre avec ou sans supplément de lumière UV ainsi qu’à l’extérieur, en été. Un panel de volontaires a goûté et évalué ces tomates sur une échelle de 1 à 9 sur des qualités telles que l’arôme, la douceur et l’expérience globale. Les dégustateurs ont donné aux tomates additionnées de lumière UVA le deuxième score de préférence le plus élevé (6.49), qui était presque autant que les tomates d’extérieur (6.61). Les tomates additionnées de lumière UVA et UVB n’ont pas été notées aussi bien que celles additionnées de lumière UVA seule. Dans ce cas, les auteurs n’ont trouvé aucune preuve que la supplémentation en lumière UV améliore la valeur nutritionnelle des tomates de serre. Il faudra procéder à d’autres recherches.

Elevage animal et soins aux plantes
Si Laurent Calame se concentre pour l’instant sur le marché de la production végétale, sa technologie pourrait aussi trouver d’autres débouchés, dont en santé animale. La vitamine D est nécessaire à l’absorption du calcium. Il y aurait donc, peut-être, de l’intérêt de la part d’éleveurs pour l’éclairage des aires intérieures. Les UV entrent aussi en jeu dans la lutte contre les maladies et les ravageurs des végétaux. De petits robots ont été développés et des essais ont été menés à Conthey (VS), sur les terres d’Agroscope, sur des framboises atteintes de maladies fongiques. Il n’est d’ailleurs pas encore possible d’évaluer si l’efficacité de ceux-ci provient de la stimulation des défenses immunitaires des plantes ou par action directe sur les maladies ou ravageurs en question. Affaire à suivre.
 
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Que pensez-vous de cette nouvelle technologie de lampes à plasma?
 
    Daniel Tran - Scientifique du groupe  -Culture sous serre d’Agroscope, Conthey (VS)

«Nous avons mené des essais durant deux ou trois mois. Cette lampe pourrait s’avérer particulièrement pratique en nurserie. Nos essais sous grande serre n’ont pas pu être poursuivis car les bourdons pollinisateurs étaient attirés par les lampes et se sont brûlés. Nous avons donc évoqué l’éventualité d’ajouter une grille de protection. Par contre, les plantes qui ont poussé en chambre, des aubergines et des tomates, ont développé beaucoup plus de biomasse avec la même quantité de nutriments. Ce devrait être intéressant pour la production de salades ou de plantes aromatiques. Il semble que la lampe rende les plantes plus efficaces. Il faudra analyser. Les plantes pourraient développer, du coup, des besoins spécifiques et nous ne savons pas si cette plus grande biomasse, qui pousse aussi en accéléré, permettra un rendement plus élevé sur l’ensemble du temps de culture. Au niveau de la consommation d’énergie, nous n’avons pas encore sorti tous les chiffres, mais je l’estime à un peu plus que les LED et beaucoup moins que les HPS. L’étude menée sur le site d’Agroscope sera publiée probablement en fin d’année. Nous sommes en cours d’analyse car nous venons tout juste de terminer. A l’avenir, il faudra vérifier la qualité des produits, d’un point de vue nutritionnel ou des composés aromatiques. Le large spectre peut laisser croire que les légumes seront plus riches en nutriments, mais c’est à vérifier.» 
 
    Jeremy Blondin - Maraîcher - Les Mattines - Perly (GE)

«Selon moi, la technique est l’axe par lequel nous allons évoluer, mais beaucoup de données circulent, difficile de savoir ce qui est concret. En Suisse, nous devons répondre à des exigences de durabilité très élevées, y compris au niveau social – j’ai des employés engagés à l’année avec un salaire minimum – et nous ne pouvons produire que six mois par an. L’éclairage et le chauffage des serres s’avèrent trop chers en concurrence directe avec des pays comme l’Espagne ou le Maroc. Toutefois, pour avancer et peut-être répondre à des besoins de niche en tomates ou courgettes par exemple, nous menons plusieurs tests notamment, en ce moment, sur des salades en aéroponie avec des lampes LED dans une petite serre de 300 m2. Nous calculons les coûts, la consommation énergétique et analysons aussi les valeurs nutritionnelles des plantes récoltées. La lampe plasma me paraît intéressante de par son large spectre, certes, mais aussi du point de vue de sa consommation. Au début, la technologie me semblait trop onéreuse mais clair que si les matériaux utilisés sont de grande qualité cela peut se justifier. Une lampe suisse me paraît aussi séduisante car l’essentiel de la technique maraîchère vient en principe des Pays-Bas. Nous allons tester ce matériel dès le mois d’août. Un éclairage, chez nous, serait surtout intéressant dès maintenant, quand les jours commencent à décroître, pour prolonger la saison.»
Martine Romanens, le 22 juillet 2021


 

 

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