WALK-IN Chambres climatiques avec lumière

Chambre climatique walk-in de 15m2 au sol pour la croissance de plantes tropicales

La chambre est équipée pour recevoir 80 plateaux avec 50 alvéoles chacunes de 4x4x4 cm

Il y a 12 étagères

Plage de température : 25°C +/-5°C

Humidité : 30 à 80 %RH

Lumières sur le dessus , par LEDs blanches, avec 40 micromoles/s/m2

Arrosage : brumisateur le matin et pluie tropicale l’après-midi sur l’ensemble des plants

Détails de la chambre

Dimensions extérieures Lx Px H mm :                     4740 x 6960 x 2600

Dimensions intérieures  Lx Px H mm :                     4440 x 6400 x 2200

Volume net :                                                      60 m3

Surface nette de la chambre :                                27,28 m2

Surface utile des étagères :                                  15,36 m2

Plage de température :                 10 à 40 °C

Homogénéité :                            +/- 2°C à 20-30°C

Stabilité :                                   +/- 1°C à 20-30°C

Précision de la mesure :               +/-0,1°C

Plage d’humidité :                       30 à 90 % RH

Homogénéité :                            +/- 5% RH à 20°C

Stabilité :                                   +/- 3% RH à 20°C

Précision de la mesure :               +/-1°% RH à 20°C

Flux d’air intérieur :                      Horizontal à chaque hauteur dans la chambre

Utilités nécessaires :

Electricité :                                 380-400V, 50Hz, 30A

Eau de ville :

Eaux usées :

Porte battante ( coulissante en option )

La porte de l'enceinte est équipée d'une poignée de sécurité en aluminium à l'intérieur.

Elle a des dimensions standards de L900 x 1900 mm

Parois intérieures et extérieures

L’enveloppe de la chambre est composée de panneaux isothermes modulaires, assemblés avec un système de crochets invisibles depuis l’intérieur .

• Caractéristiques des panneaux isolants :
  Matériau ininflammable selon EN 13501-1.

• Isolation : 60 mm de PU haute densité injecté sans CFC , ni HCFC

• Densité : 40Kg/m3

• Coeff de conductivité thermique : 0,016 Kcal/m2.h °C

• Coeff de transmission thermique : 0,160 Kcal/m2.h °C

• Paroi intérieure revêtue en inox AISI 304

• Paroi extérieure en Alu recouvert d’une couche epoxy

• Coins arrondis lisses pour un nettoyage facile

• Jonction entre les panneaux : fermetures anticorrosion à queue d’aronde et excentrique

• 2 orifices passe-câbles d’un diam de 40mm

Le revêtement intérieur est en acier inox AISI 304.

Les trous sur les parois latérales permettent une distribution du flux d’air calculée pour atteindre l’homogénéité de température demandée en tout point de la chambre.

Sol renforcé , antidérapant, étanche.

Plancher de 100mm d’épaisseur révêtu en acier inox AISI304.

Très résistant (30 000 KG/m2) : il supporte les roues des chariots élévateurs jusqu’à 1000Kg par point de contact de roue.

Plafond et structure portante

Des montants en acier soutiennent les parois , le plafond et le sol.

Ventilation intérieure

La ventilation intérieure s'effectue par une circulation d'air horizontale : les évaporateurs et ventilateurs sont situés dans la partie centrale de la paroi verticale au fond de la chambre. Ils aspirent l'air chaud dans la partie supérieure et soufflent l'air frais au niveau des étagères, sur les côtés de la chambre, à travers les petits trous percés dans la double paroi (plénum) en inox.

 Ce choix technique de flux d’air horizontal permet d’atteindre une grande stabilité et homogénéité des paramètres physique en tout point de la chambre et notamment sur chaque étagère.

La régulation se fait grâce à la modulation de la vitesse des ventilateurs de brassage.

Système électrique

L’armoire électrique positionnée à côté de la porte d'accès de l'enceinte regroupe les composants d’alimentation électrique et de pilotage :

Ecran de commande tactile

Automate

Thermostat individuel pour alarme de température maximale et minimale

Interrupteur général

Alarme sonore

Appareils électriques et protections :

• Interrupteur général.

• Interrupteur différentiel général.

• Interrupteur magnétothermique général.

• Interrupteur magnétothermique pour prises internes.

• Interrupteur magnétothermique et différentiel pour circuit d'éclairage.

• Interrupteur magnétothermique pour humidificateur

• Contacteurs de puissance.

• Contacteurs de commutation.

• Régulateur de température.

• Boutons poussoirs, pilotes, clés.

• Disjoncteurs : général, réfrigération, ventilation, dégivrage.

• Relais de surveillance de l'asymétrie de tension et de phase.

• Bornes d'interconnexion dûment référencées.

• Bouton d'urgence.

• Programmateur et changement de consigne.

Eclairage de secours et de travail

Des luminaires étanches seront installés dans la chambre, offrant un niveau de lumière correct pour le travail à l'intérieur. Les luminaires sont allumés depuis l'intérieur de la chambre au moyen d'un interrupteur étanche IP65 16A / 240V facilement accessible.

 De plus, la chambre est dotée d’un système d’alarme d'urgence en cas de panne de courant.

Système de refroidissement et de chauffage

Le système de régulation de la température est basé sur un groupe froid à air pulsé de type « split » avec un compresseur monté à côté de la chambre et un évaporateur positionné à l’extérieur.

Le contrôle du froid est piloté par une électrovanne. La température et le dégivrage sont régulés par un contrôleur numérique.

Compresseur :

Puissance : 5Kw

Réfrigérant : R452 sans CFC at HCFC

Faible niveau sonore : <48dB (silentblocs)

Pressostat pour évacuation des condensats

Condenseur de refroidissement avec tuyaux n

En cuivre et ailettes en aluminium qui fonctionne jusqu’à 45°C.

Evaporateur :

Il est positionné à l’extérieur à une distance maximale de 12 m (8m en horizontal et 4m en vertical).

Automate de controle, écran, logiciel

L’automate est un EUROTHERM SERIES4500 . Il est doté d’un écran tactile de 7’’ TFT rétro-éclairé

Une batterie de secours, avec recharge automatique, peut être proposée en option pour permettre de conserver vos données pendant 48 à 72 heures en cas de coupure de courant. Résolution/ précision de l’affichage de température : +/- 0.1°C

L’automate permet de contrôler la chambre à distance ( en option ) et accepte les connexions de tous types : USB, GSM, Ethernet, Contacts secs, …

Le logiciel est développé par le fabricant Equitec et renferme le savoir-faire de régulation précise de l’enceinte. Il permet la régulation de tous les paramètres physiques que vous avez demandés (température, humidité, éclairage, arrosage, etc… ).

Ainsi que la simulation de l’alternance jour-nuit et des saisons.

Toutes les données des batches sont conservées dans l’automate pendant 18 mois , et indéfiniment sur PC vie USB ou logiciel .

En standard (version chiffrée au paragraphe 11) il est doté des fonctionnalités suivantes ;

• 3 niveaux de protection par mot de passe (utilisateur, superviseur, service technique), avec code PIN.

• Codes PIN reprogrammables pour une sécurité accrue contre le personnel non autorisé

• Capteur de lumière PAR positionnable librement

• Entrée de sonde externe pour la fonction d'enregistrement

• Sonde pour le contrôle de l'évaporateur de la Marque : S+S REGELTECHNIK  avec capacité de -35 à 80ºC et 0 à 100% HR Modèle : RPFTF-I        

• Autodiagnostic

• Fonction de test d'alarme pour vérifier la fonctionnalité du buzzer.

• Affichage du niveau de tension actuel

• Affichage de la température ambiante

• Test d'autodiagnostic pour la consommation d'énergie

• Indication du niveau de la batterie

• Texte d'affichage disponible en 4 langues différentes (anglais, français, espagnol et italien)

• Alarmes sonores, avec des indications d'avertissement en continu sur l'écran et une sonnerie continue si la situation d'alarme persiste. Délai de rappel programmable via le menu.

• Alarmes sonores et visuelles (avec réarmement automatique) pour Température / humidité élevée et basse, avec des limites programmables par l'utilisateur via le menu

• Alarme porte ouverte / porte entrouverte, délai de 30 secondes pour permettre les opérations standard.

• Temporisation d'alarme programmable via le menu

• Alarme pour Pannes de courant

• Pannes de la sonde

• Batterie faible

• Condenseur sale

• Accumulation de glace dans l'évaporateur

• Affichage de l'état de charge de la batterie.

• Historique des 30 dernières situations d'alarme (non supprimables), vérifiées à l'écran, avec toutes les en relation informations (heure de début, heure de fin, pics de température les plus hauts / les plus bas atteints)

• Code de verrouillage pour accéder au système de contrôle.

• Port USB pour télécharger les données stockées Logiciel, mise à niveau via le port USB, compatible avec le système d'exploitation Windows 10

• Sortie d'alarme à contact sec pour le contrôle d'alarme GTC

• Fonction nuit / jour, pour minimiser la consommation d'énergie

• Enregistreur de données intégré, programmable gratuitement de 5 secondes à 20 minutes (1, 2 3,4,5,6, fois par minute) avec représentation graphique et port USB pour les données téléchargements, relevés tous les 1 ”,

• Sauvegarde des données  sur 18 mois .

• Export des fichiers enregistrés au format .csv par Port Ethernet RJ-45. MODBUS TCP / IP pour la connexion Ethernet LAN. Connexion externe PC.

• Les alarmes peuvent être enregistrées dans un fichier de données ; sur l'ordinateur externe.

• Possibilité de tutoriels multimédias pour les utilisateurs du service technique

Capteurs

Humidité

Sonde capacitive (4-20 mA), pour le contrôle de la température, avec une résolution de 0,1ºC.

Marque S+S REGELTECHNIK  .Modèle RPFTF-I.

Plage de mesure : 0 à 100%RH de -35 à 80ºC .

 Cette sonde capacitive électronique sert à mesurer l'humidité et enregistrer les valeurs. Elle pilote donne les alarmes. Mais elle ne sert pas à la régulation.

Les capteurs de température et d'humidité sont situés à l'entrée d'air pour connaître le différentiel de valeurs entre la sortie et l'entrée, par rapport à la température et à l'humidité.

Température

Sonde Pt 100, type A, pour le contrôle de la température, avec une résolution de 0,1ºC.

Marque S+S REGELTECHNIK   Modèle RPFTF-I

Plage de mesure :

Le capteur de température est situé à l'entrée d'air pour connaître le différentiel valeur entre la sortie et l'entrée, par rapport à la température.

Sonde de mesure : Type Pt100

Précision : ± 0,5 ºC (avec les lumières allumées et éteintes)

Sécurité thermique : thermostats indépendants du contrôle du système, pour la protection de l'échantillon, par température maximale et température minimale

Alarmes sonores et visuelles et coupure de la source de froid et/ou de chaleur qui provoque l'alarme

Etagères et rayonnages . Equipement interne

La chambre est équipée de 4 modules de rayonnage, deux de chaque côté de l'allée centrale ; de dimensions approximatives 1 500 mm de large. x 600 profondeur x 2000 hauteur (mm), robuste, avec réglage en hauteur au pas de 100 mm.

Chaque module a 2 niveaux de bacs de culture réglables en hauteur et de 2 niveaux de bacs porte-lumière. La structure des étagères et des plateaux est en acier inoxydable AISI 304.

Chaque étagère supporte le poids approprié à sa fonctionnalité, 100 kg/m2.

Système d'éclairage des étagères

2 niveaux d’étagères avec d’éclairage avec lumière LED. Réglables en hauteur entre 10 et 200 cm

200 µmole/m².s à 40 cm, de la LED 740 nm (sources 400 et 700 nm)

Contrôle de l'intensité lumineuse 20 jusqu'à 200 µMol/m² x s PAR, mesuré à 400 mm de l'étagère principale, avec différents niveaux d'intensité lumineuse librement programmables, avec interrupteur séparé pour chaque tube, avec lumière du jour ou croissance avec le même spectre que la lumière du soleil . Dans la plage de température de +4º à 45ºC.

Sélection libre de 10 à 100% par canal. Autres sur demande

Système d'éclairage LED placé en étagères indépendantes.                                  

Les lumières peuvent être placées selon les besoins du client et après des études personnalisées. Les tubes lumineux LED 4 x 50 W par porte sont construits dans la plage photosynthétiquement active de 400 à 760 nm

Quelques liens utiles sur la lumière : afin de bien comprendre les différentes mesures.

• Intensité lumineuse et distance : une vidéo simple pour comprendre l’effet de la distance de la source sur l’éclairement reçu par vos échantillons

• La recette lumière ( selon Philips Lighting ) : Intensité, Spectre, Uniformité, Durée sont les 4 caractéristiques à déterminer pour une éclairement optimal de vos échantillons

• PAR,PPF,PPFD,PFD  : une video en Anglais pour expliquer les différentes manières de mesurer les radiations utiles à la photosynthèse qui arrivent sur vos échantillons :

  • PAR : Photosynthetically Active Radiation. Unité : W/m2 . Seuls les Watt générés dans la bande de longueur d’onde entre 400 et 700 nm sont comptés.

  • PPF : Photosynthetic Photon Flux

  • PPFD : Photosynthetic Photon Flux Density.  Unité : micromoles/m2/s . Uniquement les photons entre 400 et 700 nanomètres sont comptés

  • PFD : Photon Flux Density . Unité : micromoles/m2/s . Les photons entre 300 et 800 nanomètres sont comptés, car on s’est aperçu que certaines longueur d’onde dans les UV et les IR favorisent la photosynthèse.

• Conversion PPFD–Lux. Page très utile . Attention le spectre a beaucoup d’influence sur le résultat obtenu

• Les LEDs et les plantes : dans cet article l’équipe de recherche belge VEGELED, démontre après 2 ans de recherche que les LEDs peuvent être utilisées aussi de manière positive dans l’horticulture. Vous y trouverez aussi une correspondance entre les différentes sources de lumière ( LEDs, Tubes Néons, Lampes fluo-compactes, HPI ( Lampes aux iodures métalliques ), HPS ( lampes au sodium ). Il est démontré que la quantité de photons utiles à la photosynthèse ( essentiellement dans le bleu et rouge ) est 770% plus importante par mille lux avec un mélange de LEDs monochromes.

• Candela, Lux, Lumen :  une page qui résume cela , avec en plus des idées d’ordre de grandeur d’éclairement

• Fermes verticales ( Vertical Farming ) : Philips travaille activement sur ce secteur en pleine expansion

• Pourquoi les LEDs sont plus efficaces que les lampes HPS ?  La réponse par Philips en image

• L’effet Emerson : l’effet Emerson est l’augmentation du taux de photosynthèse après exposition des échantillons à des longueurs d’onde lumineuses de 670 nm ( lumière rouge) et 700 nm (infra rouge).
  Exposés simultanément à la lumière des deux longueurs d’onde, le taux de photosynthèse est bien supérieur à la somme des effets de la lumière rouge et de la lumière rouge lointaine.

• Valoya-Le Blog : ce blog est une mine de renseignements sur la lumière . Par un des fabricants de LEds parmi les plus pointus

• Spectres lumineux par Valoya : tous les paramètres importants et leur influence sur la croissance des plantes

• Le guide de l’éclairement technique par Valoya : un guide de l’éclairage professionnel « pour les nuls » particulièrement bien fait .

• Le guide croissance des plantes par Valoya : avec ce document vous aurez une bien meilleure compréhension de l’influence de la lumière sur la croissance des plantes

Quelques liens utiles sur la croissance des plantes 

• Germination – Base de données par espèce  : une mine d’informations qui regroupe dans un Abécédaire, les conditions de germination des graines connues.

• Tests de germination ISTA :  un mémoire universitaire qui décrit les différents tests ISTA pour déterminer la qualité des semences  . Test sur papier ou sur sable . Tests d’intensité de croissance , de vieillissement accéléré, de « Hiltner », « cold test ».

• ISTA  ( International Seed Testing Association ) :  Assurance Qualité des Semences .

  • ISTA rules 2021 : introduction

  • ISTA rules 2021 : certificats

  • ISTA rules 2021 : échantillonage

  • ISTA rules 2021 : test santé des semences

• Lampes de croissance pour les plantes : un article de blog néozélandais particulièrement détaillé sur les meileures lampes adaptées à différent types de plantes .

Les 9 questions clés à se poser pour choisir l’éclairage de vos échantillons ;

Quel type d’essais ?

Devez-vous reproduire les conditions extérieures ? ( un spectre lumière du jour est alors sûrement adapté )

Ou alors plutôt favoriser (accélérer) un process ? par exemple avec spectre « croissance des plantes » avec mélange de LEDs monochromatique rouges et bleues.

Ou encore réaliser des tests normalisés ?

Chambre très spécialisée , ou généraliste ?

Si votre chambre est affectée à un seul type de plantes, alors nous pouvons vous conseiller sur le spectre le mieux adapté à vos besoins .

Par contre, si vous devez faire des essais sur une grande variété d’espèces, alors un spectre de type « blanc-chaud » sera préférable .

Quel type de lampes ?

La question ne se pose presque plus dans la mesure où les tubes néons sont de plus en plus difficiles à trouver au fur et à mesure que les fabricants les remplacent par des LEDs qui permettent d’obtenir des résultats similaires avec une dépense d’énergie bien moindre.

Quelle intensité d’éclairement ?

L’intensité est idéalement exprimée en micromoles/m2/s utiles pour vos plantes . Ou alors en Lux à une distance précisée de la chambre . Mais l’expression en PPFD est bien plus précise : voir pourquoi plus bas dans l’onglet « FAQ et Liens »)

Quel spectre ?

Le choix du spectre est absolument primordial pour maximiser le développement de vos échantillons. Vous trouvez ci-dessous plusieurs exemples de choix de rampes de LEDs ( donc de spectre ) préconisés par leurs fabricants en fonction de l’application

Quelle uniformité ?

C’est la question piège . Idéalement toute démarche scientifique devrait se baser sur des outils les plus homogènes et reproductibles possible . Mais avoir une uniformité parfaite a un fort coût, à l’investissement car on doit rajouter des sources, puis à l’usage .

Des tolérances très serrées doivent donc être réservées à des recherches très précises.

Photopériodicité ?

Avez-vous besoin de simuler une alternance jour/nuit ( ou autre ) ? Des saisons ? Faire une recherche multi-annuelle ?

Doit-on craindre certains nuisibles ?

Il se peut que le milieu dans lequel vont pousser vos plantes contiennent des larves de nuisibles qui peuvent se développer sous l’effet de la température et de la lumière . Ces nuisibles seront-ils porteur de maladie ? Ou ralentiront-ils votre process ?

Dans ce cas, il se peut que l’utilisation d’un peu d’UVs soit bénéfique . A tester, car trop d’UV peuvent aussi gêner le développement de vos plantes.

Profiter de l’Effet Emerson pour doper la croissance ?

L’effet Emerson est l’augmentation du taux de photosynthèse après exposition des échantillons à des longueurs d’onde lumineuses de 670 nm ( lumière rouge) et 700 nm (infra rouge).
Exposés simultanément à la lumière des deux longueurs d’onde, le taux de photosynthèse est bien supérieur à la somme des effets de la lumière rouge et de la lumière rouge lointaine.

En ajoutant nos « diodes-laser » il est possible de booster la croissance de 15 à 20%

L'arrosage automatique sera réalisé en fonction de votre besoin. Nous aurons à décider ensemble sur le type d'arrosage choisi ( goutte-à-goutte, hydroponie, etc... ) et sur le mode d'apport des nutriments.

cliquer sur les images ci-dessous pour voir des exemples