Assurer la rentabilité de l’éclairage Led en serre de concombre

« La quantité optimale de lumière pour le concombre comme pour la tomate est de 25 moles/m²/j, soit 385 moles/m²/semaine sur 18 h, indique Landry Rossdeutsch, ingénieur de recherche au CTIFL de Carquefou. De septembre-octobre à février-mars selon les régions, la lumière naturelle en France ne suffit pas à combler ses besoins. La production est faible et l’import obligatoire pour satisfaire la demande. Or la rémunération est assez intéressante en concombre de janvier à février. Une option aujourd’hui est donc d’avoir recours à l’éclairage artificiel pour avancer les calendriers de production en comblant les besoins physiologiques des plantes sur ces périodes. La stratégie d’éclairage pour maintenir sa rentabilité doit toutefois être bien étudiée. »

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Depuis 2018, des essais d’éclairage Led en cultures de concombre sur fil haut sont menés au CTIFL de Carquefou avec le système d’éclairage Signify (Eiffage Energie Systemes), avec une barre de Leds en hauteur (135 µmol/m²/s) et une barre inter-Led (75 µmol/m²/s) à mi-hauteur dans la végétation. En 2018, un essai avec date de plantation classique vers le 15-20 décembre 2017 a montré que l’éclairage dans ces conditions permet d’avancer la date de première récolte de deux semaines.

Le rendement et le nombre de pièces sont également augmentés, grâce à une densité plus forte (3,12 plants/m² pour la serre éclairée, 2,5 pour la serre non éclairée). Dans l’essai, le rendement s’est élevé à 64,7 kg/m² pour la serre éclairée, contre 37,3 kg/m² pour la serre non éclairée, soit un gain de 58 %. « Le nombre de pièces a été augmenté de 50 pièces/m² sur la première culture, de décembre à juin, et de 30 pièces/m² sur la deuxième culture, de juin à novembre, indique Landry Rossdeutsch. Le calibre de 400 g est atteint et la qualité des fruits est améliorée. »

Avancer la date de plantation

La rentabilité de l’éclairage dans ces conditions n’est toutefois pas évidente. « Comme la plantation est avancée et qu’il y a plus de plants, les coûts de chauffage dans l’essai augmentent de 14 % et les temps de travaux de 25 %, précise l’expérimentateur. Il faut aussi 2,4 fois plus de CO₂, 1,1 fois plus d’eau d’irrigation, 1,4 fois plus d’engrais et 15,55 €/m² de consommation électrique en plus. » Au final dans l’essai, le bénéfice (total des produits – total des charges) s’élève à 451 000 € pour la serre éclairée et 330 000 € pour la serre non éclairée.

« Avec un investissement de 150 €/m², le retour sur investissement pour une plantation à date identique est donc assez long, de 4 années dans un contexte de cogénération, mais de 12,5 années sans cogénération. La cogénération étant sans doute amenée à être moins développée dans l’avenir, il y aurait donc intérêt à avancer la date de plantation pour produire davantage aux périodes où les prix du concombre sont les plus élevés. » En 2019 et 2020, les essais d’éclairage concombre ont donc été menés en avançant la date de plantation.

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En 2018-2019, la plantation réalisée le 7 novembre a permis une récolte à partir de la semaine 50 et jusqu’au 18 mars, soit un gain de six semaines de récolte par rapport à la culture non éclairée plantée en décembre. « La première culture a été assez courte, constate Landry Rossdeutsch. La gestion du climat sous éclairage est assez difficile. Si l’on garde une régulation à un fruit sur deux, les plants s’affaiblissent. Une régulation à un fruit sur trois permet d’avoir des plants plus robustes, moins de coulures et des calibres plus gros. » La deuxième culture a été plantée le 2 avril et a permis une récolte de la semaine 18 jusqu’au 12 août.

« Généralement, la deuxième plantation a lieu en juin et la culture est alors très sensible à la chaleur et aux pathogènes. En avançant la première culture grâce à l’éclairage, on peut planter la deuxième culture plus tôt, à une période où le climat est plus favorable aux jeunes plants. » En 2019-2020, la plantation a encore été avancée et a été réalisée le 23 octobre. « La récolte a alors débuté la semaine 47 et s’est poursuivie jusqu’au 1^er avril grâce à l’adaptation de la conduite culturale, soit un gain de 11 semaines de récolte. Les résultats de la deuxième culture sont en cours d’analyse. Mais les essais montrent d’ores et déjà qu’avancer la date de plantation de cultures sous éclairage Led permet plus de rentabilité. »

Supprimer l’inter-Led

Un autre essai a été mené en 2020 avec le système Taurus pro (Rouge Engineering Designs – RED), qui ne comprend qu’une barre de Led de 210 µmol/m²/s en hauteur. « La culture de concombre sur fil haut se caractérise par un phénomène d’auto-ombrage des feuilles basales, la plante ayant des feuilles grandes et épaisses qui font de l’ombre aux feuilles du bas, alors que le concombre est très sensible à la lumière, analyse Landry Rossdeutsch. Avoir une barre inter-Led à mi-hauteur semble donc a priori très intéressant. Toutefois, les barres inter-Led sont très coûteuses et compliquées à installer et entretenir. De plus, la lumière émise est également rapidement bloquée par les feuilles. Les producteurs se demandent donc si elles sont réellement rentables. »

L’essai a donné un rendement comparable (-1,6 fruit/m²) au système comportant une barre de Led de 135 µmol/m²/ s en hauteur et une inter-Led de 75 µmol/m²/s. « Les systèmes de pilotage de l’éclairage étaient différents et l’essai devra être renouvelé en 2021 avec le même système de pilotage, précise l’expérimentateur. Mais ce système encore non exploité pourrait permettre de limiter l’investissement. »