Lumière : efficience et architecture des plantes ; impact des édifices / des éclairages sur le développement des plantes (ex des pelouses)

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1 Lumière : efficience et architecture des plantes ; impact des édifices / des éclairages sur le développement des plantes (ex des pelouses) Combes Didier, Robert Pauline, Hurlus Jean-Michel 1 INRA-URP3F INRA, CS 80006, Lusignan, France 2 Ecole Nationale Supérieure d Architecture de Versailles / UVSQ, LéaV, France 3 Société TERENVI, Le Zand Put Houck, F Winnezeele

2 Lumière ressource essentielle Double rôle de la lumière pour les plantes : - source d énergie (Photosynthèse) - source de signaux dont les plantes perçoivent les caractéristiques en particulier la composition spectrale du rayonnement (Photomorphogenèse)

3 Sites de perception Sensibilité des plantes : - aux radiations Bleues - au rapport Rouge Clair/Rouge sombre Feuille en croissance Entrenœud Base de la plante

4 Réponse d une espèce ligneuse (Pinus Radiata) et d une espèce herbacée (Festuca arundinacea) au niveau de RC/RS

5 Composition spectrale du rayonnement Solaire Eclairement solaire extraterrestre et à la surface terrestre (modifié d après Bonhomme, 1993) Composition spectrale du rayonnement solaire global (courbe orange) et du rapport rayonnement solaire diffus sur le rayonnement solaire global (courbe noire) (Varlet-Grancher, 1996 ; communication personnelle)

6 Composition spectrale du Rayonnement Artificiel Lampe à incandescence Lampe Fluorescente Lampe à Sodium haute pression

7 Composition spectrale du Rayonnement Artificiel Spectres du rayonnement émis par deux LED verte et bleue. Spectres étroits Émission directionnelle

8 Interaction Plante-Rayonnement Illustration du mécanisme d interception Interception fonction de : - surface foliaire - angle relatif entre direction rayonnement incident et normale de la feuille

9 Interaction Plante-Rayonnement Illustration des interactions avec les feuilles Réflexion (BRDF) Transmission (BTDF)

10 Réflectance Interaction Plante-Rayonnement Propriétés optiques des feuilles Absorptance Transmittance Réflectance Transmittance Longueur d'onde (nm) Feuille de noyer

11 Propriétés Optiques des feuilles Mesure des propriétés optiques hémisphériques Sphère intégrante Fibres de visée Caméra CCD Mesure des propriétés optiques directionnelles Goniophotomètre PC acquisition de données Porte échantillon Fibre d incidence Source

12 Impacts des édifices : Exemple des parcs Champ de vision avec 6 îlots de luminance et les points de mesure. Photos et mesures par L. Mudri et P. Robert Caractérisation d un site du Parc de Gerland à Lyon (une photographie hémisphérique et spectres de rayonnement lumineux (Robert et al., 2012).

13 Impacts des édifices : Exemple des stades de football Sources de variations des conditions environnementales Architecture Matériau translucide

14 Impacts des édifices : Exemple des stades de football Sources de variations des conditions environnementales Milieu Confiné Chauffage au sol Rampes lumineuses

15 Impacts des édifices : Exemple des stades de football Rampes mobiles d éclairage artificiel Développement et réalisation mécanique de rampes lumineuses Éclairement homogène et suffisant Consommation électrique 35 kw / rampe

16 Impacts des édifices : Exemple des stades de football Choix et caractérisation des sources lumineuses Choix de la technologie des sources : LEDs, Sodium haute pression 400W & 1000W beta alpha Choix du réflecteur : Meilleure homogénéité du rayonnement Détermination du positionnement des lampes : espaces entre sources et hauteur / sol Cartographies et simulations du rayonnement issu de sources lumineuses 1 source cartographiée Simulation 16 sources Cas n 1 Simulation 16 sources Cas n 2 Validation par cartographie avec 4 sources

17 Impacts des édifices : Exemple des stades de football Dispositif de mesure des conditions environnementales Protocole ZigBee Station mère Protocole ZigBee Protocole 3G Données GPS Serveur Lami-stade Base de données Serveur de calcul Serveur FTP Données météorologiques brutes Fichiers erreurs www Gestionnaire Stations périphériques Rampes Lumineuses

18 Impacts des édifices : Exemple des stades de football Apport de lumière A chaque connexion, LAMI calcul par zone : Apport naturel (rayonnement station mère) Apport artificiel (rayonnement rampes lumineuses) Nombre d heure d éclairage artificiel à apporter Exemple de positionnement des rampes d éclairage

19 Merci de votre attention

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