Watt/litre ou Watt/mètre carré?

[Kookaburra]

Allez, un petit UP sur ce topic qui mérite de ressortir des profondeurs du forum 

[philippe2]

c'est bien de reprendre ce sujet :clinoeil:
toujours trés interressant :sr:

Oui, Run, c'est très interessant, mais le sujet de l'éclairage est très ardu. J'essaye déjà de compiler les données, entre les relevés fait dans la nature, et les règles appliquées ou préconisées en aquariophilie. AMHA qui n'engage que moi, Amano, au moins dans le livre qui m'a permis de faire le diagramme du post plus haut, appliquerait une règle pour l'éclairage qui serait fonction de la surface du sol (avec quand même une tendance à moins éclairer les plus grands bacs), et non du volume. La compilation des livres d'Amano doit être complétée pour confirmer cette idée.
Je ne pratique pas le récifal, mais j'aime bien lire ce qui concerne ces bacs car on y trouve beaucoup d'informations techniques. Il y a un article dans "Reef" N°4 consacré aux facteurs environnementaux en bac récifal, que je me suis amusé à comparer aux données relevées en milieu naturel.
Je vous laisse cette compilation complète sans plus de commentaires pour le moment, mais ça soulève pas mal de questions:



Une petite nuit pour réfléchir à tout ça :lol:

[run]

c'est bien de reprendre ce sujet :clinoeil:
toujours trés interressant :sr:

[philippe2]

Pour la perte en fonction de la hauteur d'eau, il y a deux raisons:

La première est liée au fait que nos éclairages sont des sources ponctuelles, relativement proche du bac. Contrairement au rayonnement solaire qui nous paraissent quasi parallèles, le faisceau qui sort de nos sources est très ouvert. On peut voir cet effet dans le bac de Sim-71, dans ce topic, avec un spot HQI très près de la surface:

Là, il s'agit presque de géométrie pure. On voit bien le cône du faisceau. L'effet sur l'éclairement est une chute de l'intensité proportionelle au carré de la distance à la source. Pour remédier à ça, il nous faudrait des projecteurs paraboliques, ajustés aux dimensions du bac.
Rien que cet effet, sans même prendre en compte la perte de lumière due à la pénétration dans l'eau, justifie à priori de tenir compte de la profondeur du bac, et donc de son volume, pour choisir la puissance d'éclairage.
La reflexion sur les vitres atténue t'elle ce phénomène? Cela reste aussi a prouver. Décrire un bac comme une sorte de fibre optique qui piègerait la lumière comme le font les fibres optiques est soutenu dans cet  article, justement après compilation des données des bacs d'Amano.

Le deuxième effet de la perte de luminosité est effectivement du à l'absorption de la lumière dans l'eau. Cet effet est réel, et à été mesuré sur le terrain. En voici les des relevés effectués en mer rouge par Van Ommen en 1992, source ici:

On voit bien la perte énorme, par exemple de 120000lux en surface, à environ 30000lux à 5m de profondeur. Malgré cet effet archi connu, nos amis récifaliste qui abritent des animaux symbiotiques vivants à cette profondeur, lagon ou pente externe (corrige moi, Niclette, si je raconte des bêtises) éclaire leurs bacs aux environ d'un Watt par litre, ou 500 à 600W par mètre carré.
Nos bacs d'eau douce contenant pour certains des plantes qui vivent à une profondeur de quelques dizaines de centimètres, sous un éclairage tropical intense, si on suit cette logique, devrait être plus éclairés que les récifaux. Bien sûr, toutes les plantes n'ont pas les mêmes éxigeances, et certaines poussent bien, voire préfèrent les zones ombragées.

Bien sûr tout ça est une reflexion en cours, et ne vous précipitez pas de suite chez l'éclairagiste du coin. :clinoeil:

PS: xav, j'ai fait la même observation que toi quand mon bac est directement éclairé par le soleil. Même avec mes 300W pour un bac de 321L, le soleil donne presque la sensation que l'éclairage est éteint quand il éclaire le bac.

[Xavier]

calculs faits, mon bac fait 1000 litres, 1,5 m2, et il a 550W de HQL et 112 W de grolux T8.
ça donne donc 440 W/m2 et 660 W / 1000 litres,
mais j'ai énormément de plantes de surface et de zones émergées,
comme on peut le voir sur mon site... :sr:
et d'autre part la hauteur d'eau de 60 cm,
donc l'atténuation due à l'épaisseur d'eau à traverser me semble un paramètre prépondérant.

alors que faut il en déduire?

[xav]

Je me suis laissé aller à accepter ce dimensionnement d'éclairage, sans regret. Ce qui est nécessaire aux organismes symbiotiques en eau de mer, qui vivent jusqu'à quelques mètres de profondeur (voire plus), est il si absurde en aqua d'eau douce planté? Sincèrement, je ne pense pas. La lumière tropicale est la même à la surface, qu'elle éclaire un récif, une clairière de forêt tropicale ou un bras de rivière dégagé. On devrait même sur éclairer les bacs d'eau douce, si on prend en compte la perte de luminosité (loi de Beer Lambert, hein Little?) due à la profondeur du biotope des coraux.

Ce matin mon bac prenait un peu de soleil, tout en étant éclairé par ses néons (assez peu, 0.45 w/l, 225 w/m²). Je n'habite pas sous les tropique, mais le soleil "éclipsait" totalement la lumière artificielle. Je l'ai même éteint un instant pour voir: trés peu de différence.
Donc effectivement, si on veut reproduire les conditions d'éclairage tropical dans nos bacs, je pense qu'on est assez loin du compte avec no quelques centaines de w/m².

[philippe2]

Bonjour niclette, et merci d'avoir rappelé ce lien.

Pour ce tableau:
Il s'agit simplement d'une compilation de 3 données brutes, mais que tout le monde peut facilement connaître ou évaluer sur son bac. Le volume, la surface au sol, la puissance d'éclairage. Pour ce dernier point, je sais qu'il est tout à fait discutable de parler en Watts d'un éclairage, mais ce sont les seules données que j'avais sur le livre d'Amano. Il est évident que cette donnée brute à elle seule ne permet pas de connaître la quantité ou la qualité de la lumière qui parvient au bac. En fait, tout ça dépend du rendement de la lampe et du réflecteur, des spectres etc etc, d'ou de grandes variations pour une puissance installée donnée. La lumière, c'est extrêmement complexe. Malgré tout, compte tenu que ces données sont compilées sur les seuls bacs d'Amano, sur une période de quelques années, et techniquement homogènes (éclairage tubes T8 "Nature Aquarium"), elles peuvent être comparées. La simplification permet aussi de voir les grandes tendances.
A l'évidence, la fameuse loi des watts par litre ne tient pas à la lecture de ce tableau, c'est plus homogène si on raisonne en watts/m².

Mon bac a été fait par un artisan spécialiste en récifal. J'ai donc "hérité" d'une puissance de 300W en HQI, pour 321L bruts, et un demi m². J'était consentant bien sûr, sur cette installation qui me donnait 0,9W par litre, ou 600W par mètre carré. Les 600W/m², c'est beaucoup, même suivant les critères Amaniens, mais au final, ce bac marche bien comme ça, cette puissance n'étant utilisée en totalité que 5 heures par jour, les 6 heures restantes, l'aqua n'est éclairé qu'à mi puissance, 150W.
Je me suis laissé aller à accepter ce dimensionnement d'éclairage, sans regret. Ce qui est nécessaire aux organismes symbiotiques en eau de mer, qui vivent jusqu'à quelques mètres de profondeur (voire plus), est il si absurde en aqua d'eau douce planté? Sincèrement, je ne pense pas. La lumière tropicale est la même à la surface, qu'elle éclaire un récif, une clairière de forêt tropicale ou un bras de rivière dégagé. On devrait même sur éclairer les bacs d'eau douce, si on prend en compte la perte de luminosité (loi de Beer Lambert, hein Little?) due à la profondeur du biotope des coraux.

La lumière naturelle est ce qu'elle est. Elle arrive sur la surface du plan d'eau, indépendamment de la profondeur d'eau*. Il y a d'ailleurs une unité comparable aux fameux lux (lumens/m²), ce sont les Watts/m². Ce simple constat devrait nous inciter à raisonner en intensité lumineuse, lux ou W/m². La seule faille de ce raisonnement est liée à la techno des réflecteurs de nos bacs. Les rayons solaires sont quasi parallèles, alors que le cône de diffusion de nos réflecteurs est généralement assez large, d'ou une perte liée à l'éloignement de la source (au carré de la distance). Si on considère qu'une grande partie de ce faisceau "ouvert" est reflétée par les vitres du bac, cet aspect peut être négligé.

C'est "grosso modo" ce que semble appliquer Amano, dont il ne faut pas oublier aussi que c'est un excellent photographe, donc quelqu'un qui doit gérer la lumière "en pratique", en dehors des critères aquariophiles.

*Il est évident que certaines espèces sont moins exigeantes, et que certains plans d'eau ou rivières peuvent être ombragées par des arbres en surplomb, mais ça n'invalide pas ce point de vue, à mon avis.

Cordialement,

je vous quitte pour l'instant, j'ai des invités impromptus à la maison   :clinoeil:.

Philippe

[Niclette]

Je pense qu'on peut préciser le lien http://endlersman.paysages-aquatiques.com/phpBB2/viewtopic.php?t=151 pour lire ce qui a déjà été dit chez endlersman :clinoeil:
Cette conversation m'intéresse au plus haut point pour l'eau de mer (particulièrement le récifal) où la problèmatique sera la même ...

[philippe2]

C'est vraiment la copie du post original  :clinoeil:

Sans aucun doute :lol:

[philippe2]

Salut Clément1:
Voici la copie du post original:
En bacs plantés, on évoque souvent le dimensionnement de l'éclairage comme facteur de réussite. Il est communément admis qu'un éclairage de 1W/litre est considéré comme intense, 1W/2litres moyen, 1W/3litres faible.
-Sans rentrer dans le débat beaucoup plus complexe qu'il n'y paraît des Watts ou des Lumens à la source, il est facile de compiler les données disponibles sur le net ou dans la littérature, à partir de descriptions de bacs densément plantés.
-C'est ce qui est fait ci dessous, à partir des 61 bacs présentés par Amano dans son livre "Le nouveau monde des plantes aquatiques". Ce livre date un peu, les bacs présentés ont été photographiés du milieu des années 80 au début des années 90. Il n'y a pas de publicité pour le matériel ADA dans ce livre, les substrats sont du sable de rivière, de mer (?), ou de l'argile (Akadama?). La seule différence avec les bacs "low tech", tels qu'on les conçoit aujourd'hui est l'utilisation systèmatique du CO2.
Voici ce que ça donne:

En bas du diagramme (abscisse), chaque bac représente une unité, ils sont classés par ordre croissant de volumes, de 21 à 2916L. En ordonnées, les barres en jaunes sont la puissance d'éclairage en milliers de Watts par m3, ou en vert en Watts par m², surface du sol de chaque bac.
A l'évidence, le volume du bac n'est pas ce qui dimensionne l'éclairage du bac chez Amano. La puissance est de presque 2W/L pour les plus petits bacs, pour chuter à moins de 1W/5L pour les plus grands. Il existe un rapport de plus de 10:1 entre les petits et les grands bacs. Pourtant, au vu des photos, les plus grands bacs sont aussi denséments plantés que les petits, avec des plantes aussi exigeantes en lumière.
Si on regarde la puissance d'éclairage par rapport à la surface du sol, les valeurs sont beaucoup plus homogènes, avec une médiane à environ 300W/m², même si la tendance est aussi de réduire l'éclairage sur les plus grands bacs: Plus de 500W/m² pour le plus petit bac, contre 123 pour le plus grand, le rapport n'est plus que de 4:1.
Ce constat n'est pas une découverte personnelle, il a déjà fait l'objet de cet article en anglais (dont le seul "défaut" est que l'auteur, faute d'informations sur les dimensions exactes des bacs, à recalculé la surface au sol à partir du volume avec le même ratio pour tous les bacs).
Alors, Watts par litres ou Watts par mètres carrés :wink:  :wink: .

Philippe

[Clement1]

Je pousse un peu plus loin...

Je vais bientôt me faire un petit bac asiatique planté. Pour ce faire je vais devoir me bricoler une galerie d'éclairage. Avant la mise en eau je vais tâcher de me trouver un lux mètre pour calculer relativement précisément (en divisant le sol du bac en surfaces égales) l'intensité lumineuse au sol et non plus au niveau des litres. Je tâcherai aussi de tenir compte du rendement de mes réflécteurs en faisant un test avec et l'autre sans, de telle manière à avoir une idée plus précise de la déperdition dans la galerie. Si le lux mètre est étanche et immergeable je ferai aussi des tests en eau pour illustré la déperdition due au passage à travers la colonne d'eau!
Enfin toutes ces choses me demanderont du temps et quelques moyens mais je crois que l'idée en vaut la chandelle.
Amitiés

[Clement1]

JE vois que philippe2 a d'ores et déjà retrouvé le chemin de ce forum et je le devance de peu pour relancer un sujet que nous étions en train de développer sur le forum D'Endlersman...la règle du W/litre est-elle arbitraire ou bien fondée?

Ce cher ami Philippe2 avait dressé un graphique assez étonnant montrant qu'Amano lui-même arrivait à obtenir de magnifiques bacs planté (vraiment? :tong:) avec moins de 1W/5 litres d'eau pour les plus grands.
Ceci l'avait amené à se pencher sur l'intensité lumineuse au sol et non plus en rapport avec le volume d'eau.

Nous étions ainsi en train de chercher à développer la notion de PAR (potential activity radiation) se basant sur des notions scientifiques relativement complexes, mais très intéressantes. Cette notion de PAR se calcule sur la base des millimôles/par mètre carré/par seconde atteignant le sol au niveau des plantes. Notion centrale puisque ce sont les particules lumineuses (photons entre autres) qui vont permettre les réactions biochimiques (photosynthèse) dans les plantes et ce au niveau atomique et subatomique.

Je me permets donc de relancer le sujet en espérant voir arriver très vitre notre ami Philippe2 pour vous expliquer plus formellement la chose.

Amicalement