On souhaite remercier les sociétés Mammoth et IDIL fibres optiques qui nous ont permis de réaliser cet article. Si vous êtes un débutant, on vous conseille de lire notre guide sur la lumière horticole.  

Du côté des lumières horticoles, on a les classiques HPS et MH mais avec des spectres lumineux castrés : beaucoup de bleu pour les MH et beaucoup de rouge pour les HPS, et pas grand chose à côté en terme de couleurs/spectre... On a aussi la technologie LED qui permet d'avoir des spectres de lumière beaucoup plus complets mais à des prix très élevés, avec une technologie en plein essor, où les leds sont potentiellement obsolètes au bout de 6 mois.

On s'est alors intéressé à une autre technologie : les Ceramic Metal Halide (CMH), aussi appelées Ceramic Discharge Metal-Halide (CDM) ou Light Emitting Ceramic (LEC) qui nous promet une efficacité 10 à 20% supérieure par rapport à la technologie traditionnelle Metal Halide mais surtout des spectres beaucoup plus proches du soleil avec pas mal d'UV et d'infrarouge ! 

Grâce à ce spectre amélioré les plantes peuvent pousser avec une consommation électrique plus basse. En gros, une CMH 315 watts est sensée avoir un rendu proche d'une combinaison MH/HPS 600 watts tandis que les CMH 630 watts remplacent souvent les HPS 1000 watts chez les growers US. Cette technologie, quasi inconnue en France est en revanche très couramment utilisée outre Atlantique. Est-ce un argument marketing ou non ?

Vous connaissez notre curiosité chez Hortinews ! On s'est procuré un kit Horti 315 watts  (hortiballast électronique 315 watts CMH et réflecteur VEGA), 4 types de lampes CMH (Hortilamp 3000k, Hortilamp 4000k, Phillips CDM 930 et 942), 2 lampes HPS (Phillips SON-T PIA PLUS 600 watts et Sylvania 400 watts) et un ballast Lumatek 600 watts dimmable pour HPS. On a sorti les appareils de mesure (quantum mètre et spectroscope), notre tente horticole Mammoth Pro 90, un réflecteur Gavita Hortistar 600 SE, un paquet de boutures de tomates Double Rich Kokopelli et en avant pour tester tout cela !

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Un peu d'histoire

La technologie CMH n'est pas nouvelle. En effet dans les années 60 lorsque la technologie Metal Halide (MH) est arrivée, on trouve déjà trace dans les brevets de l'époque de la possibilité d'utiliser de la céramique au lieu du quartz. Cela permet d'opérer à des chaleurs plus élevées, de tenir des intensités lumineuses plus élevées, d'avoir une durée de vie plus longue et de conserver une meilleure qualité de couleurs/spectre. Néanmoins on en était juste sur une idée sur un bout de papier.

La société anglaise Thorn Lighting Ltd va plancher sur le problème dès 1970 mais il va leur falloir 11 ans pour réussir à sortir quelque chose de concret dans leur usine de Leicester.  En effet le Niobium qui est traditionnellement utilisé pour les lampes céramiques ne tient pas face aux sels métalliques le corrodant très rapidement. Lors d'une exposition à Hanovre en 1981 (Hanover World Light Show) ils vont présenter une petite lampe CMH de 150 watts dont voici les photos :

 

Le sceau pour colmater le tube à décharge était composé en cermet (mélange de structure métallique et de céramique) qui était une technique très novatrice utilisée aussi bien pour les CMH mais aussi pour les HPS type SON qui résistent très bien aux sels métalliques. Le produit devait sortir sur le marché l'année suivante mais ce ne fût pas le cas. La raison commerciale principale est que la lampe nécessitait un ballast particulier à haute intensité qui n’existait pas sur le marché. Techniquement le modèle anglais avait aussi un souci : le cermet était scellé avec un joint spécifique qui avait du mal à résister à la chaleur produite dans le tube à décharge. La recherche a néanmoins continué pendant 10 ans pour essayer de faire fonctionner cette lampe sur un ballast classique jusqu'à ce que Thorn soit racheté par l'américain General Electrics qui a rapidement tué le projet (Ah les joies des rachats de boîtes !).

La technologie CMH tombe alors dans l'oubli...sauf pour les Hollandais de chez Phillips qui s'emparent du sujet et cherchent un moyen de résoudre le problème de la résistance du joint dans le tube à décharge contre la chaleur dégagée. En 1994 les ingénieurs de Phillips prouvent qu'ils ont trouvé la solution technique à ce problème et ils sortent une lampe CMH de 35 watts qui sera commercialisée :

 

La solution de ce problème pourrait être résumée simplement par l'idée suivante : on a éloigné le plus possible la jointure du tube à décharge afin de conserver la température à un niveau qui n'effrite pas le joint... car plus éloigné de la source de chaleur. Quand on regarde plus en détail, les ingénieurs de Phillips ont déployé beaucoup d'ingéniosité avec une forme du tube très fin aux extrémités (pour que les sels métalliques n'y aillent pas), le joint au niobium entoure une pièce en molybdène qui a un design de câble enroulé autour d'une partie centrale en forme de pointe. Ce design permet à la piéce de pouvoir résister au stress imposé quand la lampe fonctionne.

En 1997 Phillips sort une CMH 150 watts double culot avec un verre traité anti-UV. En 2001, les Américains de General Electrics copient le tout maintenant que les solutions techniques existent et sortent une petite CMH 20 watts pouvant remplaçer nos lampes halogènes. Ushio et Toshiba avaient déjà commercialisé déja ce type de lampe au Japon. On vous a mis une petite photo de cette 150 watts Phillips :

En 2002 les Chinois (Wujin Lijia Lighting Electric Appliance Factory) sortent eux aussi une CMH 150 watts double culot à un prix deux fois plus bas que Phillips. Sauf que Phillips leur fournissait certaines pièces, s'en rend compte et coupe l'approvisionnement "pour des raisons stratégiques". Au final ils ne sortiront que quelques centaines de pièces au lieu des 10.000/mois prévues. On pourrait dire que c'est dommage car les Chinois avaient réussi à trouver des solutions techniques originales, même si ils avaient partiellement pioché dans les brevets Phillips. ???? 

En 1999 Les japonais (Toto Ceramic Co. Ltd.) sortent une petite 70 watts avec une autre technologie autour des CMH mais qui n'est pas encore très au point et n'ira malheureusement pas très loin.

Phillips continue son avance sur la technologie CMH et sort en 2001 une 400 watts (culot E40). Un an après les Allemands d'OSRAM sortent leur première 250 watts E40 et les Américains de GE sortent en 2003 le même modèle.

En février 2011 Phillips va sortir des CMH 315 watts avec un culot spécifique (PGZ18) que nous allons vous présenter ici.

Présentation des produits

Trêve d'histoire et de détails technologiques, passons aux choses sérieuses et voilà les produits que nous allons vous présenter.

Du côté des lampes on va évidemment prendre les Phillips CMH 930 et 942 :

 

On peut les trouver à environ 125€TTC. Elles ne possèdent pas de double protection en cas d'explosion. La 930 est sensée être avec plus de rouge et moins de bleu (et donc une CMH plus orientée floraison) tandis que la 942, quelquefois surnommée "full spectrum" a un gros paquet de bleu en plus (et donc plus recommandée pour la croissance ou pour un run complet).

Histoire de ne pas rester bloqué côté Phillips on a aussi pris l'Hortilamp 3000 et 4000k qui sont à environ 90€ TTC chacune et possèdent une double protection :

Attention : la paroi en verre externe de cette lampe sert uniquement en cas d'explosion. Elle n'assure pas d'étanchéité, celle-ci est assurée par la paroi en verre interne. Ca peut paraître bizarre car cette "deuxième coque de verre" bouge légérement quand on la manipule... ce qui est tout à fait normal.

Les CMH seront utilisée avec un Hortikit 315 watts CMH qui se compose d'un ballast électronique basse fréquence carré et d'un réflecteur en aluminium italien VEGA. 

 

Pour comparer on a pris une des meilleures HPS 600 watts de notre comparatif : la Phillips SON T-PIA ainsi qu'une Sylvania 400 watts. Etant donné que la CMH est de 315 watts, on s'est dit qu'il fallait prendre à la fois une HPS 400 et 600 watts pour avoir une idée de la puissance de la bête :) Le tout sera dans un réflecteur Gavita Digistar que nous avions testé dans notre comparatif de réflecteurs. On s'est aussi dit qu'il fallait comparer à "wattage" équivalent, on a donc pris un Hortikit CMH 630watts (deux lampes 315 watts).

On a mis le tout dans notre fidéle Mammoth Pro 90 et en avant pour les mesures !

 

Tests et comparatif

Nous avons divisé en 9 carrés notre tente et placé notre quantum-mètre au milieu de chaque carré afin de simuler 9 plantes. Le chiffre PPFD relevé est une moyenne de ses 9 points. Pour les HPS, c'est assez simple on a mis la lampe 600 watts à 60 centimètres du capteur et la 400 watts à 40 centimètres.

Pour les CMH les choses se compliquent... La règle 10 watts = 1 cm n'est plus forcément applicable. A vue de nez, il nous a semblé que les kits CMH chauffaient un peu plus que leur équivalent HPS. On a donc mesuré nos CMH 315 watts non pas à 31 centimètres mais à 45cm. Certains pourront nous dire que ce n'est pas scientifique et que cela désavantage les CMH. C'est tout à fait vrai... Sauf que cela nous a paru le meilleur compromis entre la chauffe du kit et le rayonnement lumineux afin de pouvoir englober nos 9 plantes virtuelles. A 30 centimètres les coins de la tente ne sont plus vraiment éclairés alors que le centre concentre toute l'énergie lumineuse...

On a aussi rajouté notre Hortikit 630 watts avec deux Hortilampes 315 watts 4000k ainsi qu'un kit courant chez les growers : le réflecteur adjust a wings enforcer ainsi qu'une lampe HPS gavita 600 watts (le tout sur un ballast lumatek 600 watts).

Voila la moyenne en PPFD des mesures prises avec un quantum-mètre de dernière génération :

Attention car la mesure au quantum mètre ne dit pas tout... en particulier on a aucune idée du spectre... si votre lampe balance beaucoup de vert (quasi inutile pour la plante), elle va avoir un gros score au quantum mètre/PPFD mais pas vraiment beaucoup d'effets sur les plantes en dessous...

Si vous voulez quelque chose de plus scientifique/théorique avec 10 watts =1cm et une seule mesure en dessous de la lampe, sachez que les CMH explosent allégrement les HPS en terme de PAR/PPFD, même une CMH 315 watts a un résultat environ 15% meilleur qu'une HPS 600 watts... et vous allez comprendre pourquoi en lisant la suite... Pour les plus curieux d'entre vous, n'hésitez pas à nous contacter si vous voulez nos résultats des mesures dans cette configuration bien éloignée de la réalité d'un grower.

Voici des captures d'écrans du logiciel de notre spectroscope qui vont vous donner une idée rapide de la qualité du spectre d'une CMH. Attention car celui-ci malheureusement redimensionne automatiquement les coordonnées en fonction de la puissance afin que le graphique soit le plus lisible possible. On vous met plus bas les mêmes chiffres dans un tableau que nous avons retravaillé avec un tableur pour avoir les mêmes valeurs en abscisses et ordonnées.

HPS Phillips SON-T PIA+ 600 watts :

HPS Sylvania 400 watts :

CMH Philips 930 - 315 watts :

 

CMH Philips 942 - 315 watts :

CMH Hortilamp 3000k - 315 watts :

CMH Hortilamp 4000k - 315 watts :

Et voici les mêmes graphiques/chiffres que nous avons retravaillé pour tout mettre à la même échelle...

Nos deux lampes HPS :

les deux Philips :

 

Les deux Hortilamp : 

 

Il n'y a pas photo, les HPS sont ridicules par rapport à une CMH en terme de spectre.

Et pourtant, nous n'avons pas mis n'importe quelle lampe HPS en face. La Phillips SON-T PIA+ est une des meilleures lampes de notre comparatif HPS 600 watts mais elle se fait totalement balayer en terme de spectre ! Elle dépasse les CMH uniquement dans le 580nm ce qui correspond à une couleur jaune orangée. Pour tout le reste du spectre, UV, infrarouges, bleu et rouge, elle est à la ramasse par rapport à une lampe CMH consommant deux fois moins d'électricité...

Les CMH ont un spectre qui se rapproche beaucoup plus du soleil qu'une lampe HPS ou MH mais allons voir un peu plus dans les détails :

Les Ultraviolets (UV) permettent de limiter la hauteur des plantes. Également sur les plantes à trichomes, les UV "agressant" la plante, certains cultivateurs clament que celle-ci va créer plus de trichomes pour "se défendre" des rayons solaires un peu trop plein d'UV à son goût. N'ayant jamais testé cette technique (beaucoup d'UV en fin de flo) on ne peut pas vous dire si ça se tient, ou si c'est du domaine de la science-fiction. Néanmoins une chose est sûre : les rayons du soleil ont des UV et les végétaux poussent dessous, donc avoir un éclairage artificiel qui contient des UV est plutôt une bonne chose.

Pour le bleu et le bleu étendu, les HPS se font évidemment battre à plate couture... Il aurait été intéressant de comparer ici à des lampes MH et c'est prévu dans un article futur. Logiquement ce sont les Philips 942 et l'Hortilamp 4000k qui ont le plus de bleu.

Le rouge, une couleur de prédilection pour les lampes HPS... et pourtant notre Philips SON T-PIA+ même si elle fait un score proche, se fait également battre par l'ensemble des CMH testées. C'est tout particulièrement vrai pour le rouge "pur (622 à 700nm). Ceci car la lampe HPS a un pic énorme de jaune orangée mais moins de rouge "pur" que les CMH. Les Philips 930 et Hortilamp 3000k sont les deux lampes qui envoient le plus de rouge étendu ce que certaines plantes vont adorer en floraison.

Sans rentrer dans les explications techniques longues, sachez que le rouge lointain (far-red en anglais) est un composant du spectre lumineux hyper important pour une plante. En gros cela va lancer la floraison d'une plante plus rapidement et plus fort. La Lampe Philips HPS SON-T PIA+ est une des rares HPS a en envoyer pas mal. Elle se fait tout de même battre clairement par l'Hortilamp 4000k et ne dépasse que d'un tout petit cheveu l'Hortilamp 3000k. Les deux CMH Philips sont derrières et la HPS Sylvania 400 watts est comme d'habitude en queue de peloton.

 

Conclusion

Tout d'abord un petit coup de projecteur sur les Philips et les Hortilamp : à environ 30€ TTC de moins les Hortilamp n'ont pas à rougir face aux Philips. Au niveau du rouge lointain, les Hortilamp battent même largement nos lampes hollandaises (mais made in China...Philips ne produit malheureusement plus tellement en Europe). Hormis pour le rouge lointain, la Philips 942 a des résultats similaires à l'Hortilamp 4000k et la Philips 930 à l'Hortilamp 3000k. L'Hortilamp 4000k a un spectre plus particulier que les 3 autres CMH: elle a une intensité assez similaire dans toutes les couleurs du spectre.

Entre une HPS et une CMH, il n'y a pas à hésiter. La CMH consomme deux fois moins d'énergie, a beaucoup plus de bleu, de rouge, d'UV et d'infrarouge qu'une HPS.  Au niveau de l'éclairage horticole en général, seul les LEDs peuvent faire mieux mais pas au même prix... Un kit complet CMH 315 watts tel que l'Hortikit 315 watts comprenant ballast électronique, une lampe CMH et un réflecteur en aluminium italien VEGA coûte environ 345€ TTC là ou la concurrence en HPS 600 watts sera à environ 375 € TTC (Gavita Pro 600 watts) et ou un panneau LED tel que le XMAX4 v4 d'Horticoled est à 970€. Si votre porte-monnaie n'est pas très grand, la Philips 942 ou l'Hortilamp 4000k permettent de faire un run complet avec la même lampe et donc d'économiser le prix d'une lampe. Enfin la durée de vie d'une lampe CMH est entre 20 et 30000 heures. Sur la photo à gauche une HPS Philips 600 watts et une CMH Hortilamp 315 watts.

Si vous êtes un peu plus large côté finance on recommande d'utiliser les deux types de CMH existante : Philips 930 ET 942 ou Hortilamp 3000 ET 4000k. Selon le cycle de vie (croissance/floraison) de vos plantes, vous pouvez en changer pour vous assurer d'avoir toujours le top au niveau de l'éclairage.

On a pu testé en condition réelle l'Hortikit 630 watts avec 2 Hortilamp 4000k dans un Dutch Pot sur un set de clones de tomates. Le résultat ne nous a pas déçu : ça envoie du lourd ! On a eu une croissance explosive et rapide (dès la deuxième semaine il a fallu couper des racines qui s'infiltraient de partout dans l'évacuation).  Par rapport à l'utilisation traditionnelle MH/HPS les plantes étaient beaucoup plus feuillues mais aussi avec des troncs/rameaux plus gros et forcément une excellente floraison et une récolte plus abondante que d'habitude :). C'est un ressenti et nous n'avons pas mesuré mais on a eu l'impression que ça chauffait un peu plus l'intérieur de la tente Horticole qu'avec un kit HPS 600 watts.

Il y a une différence entre la technologie HPS actuelle et les CMH : le redémarrage à chaud. Les lampes CMH chauffant plus dans un espace plus petit, elles ont besoin d'un peu de temps pour refroidir avant d'être allumée de nouveau, ceci afin de ne pas les abimer. Le ballast électronique de l'Hortikit a cette protection integré. En cas de coupure il réallumera votre lampe entre 30 secondes et 10 minutes plus tard afin de lui laisser le temps de refroidir.

Si on se fie à nos mesures et à nos nombreux tests, une CMH 315w explose facilement une HPS 400watts, et a un rendu légérement inférieur à une 600watts. Même si cette lampe n'existe pas elle serait plus l'équivalent de 500 watts HPS. Concernant la 630w CMH, ça se raproche d'une 850w HPS. Il y a donc plusieurs choix possible si vous arrivez du monde de la HPS. Si vous êtes en 400w HPS, passez en CMH 315w : plus de rendement et une consommation électrique moindre. Si vous êtes déja en 600w HPS, soit vous privilégiez une consommation électrique plus basse avec un rendement légérement moindre (choix d'une 315w CMH) ou un rendement plus important avec quasi la même consommation (630w CMH).

Attention a surtailler votre extraction avec les CMH. On recommande 400-600m3/heure environ pour une 315w, et 800-1000m3/heure pour une 630w.

Au final Hortinews a été conquis par cette technologie, et on comprend que les growers US l'utilisent régulièrement. Hormis les LEDs ou les Plasma hors de prix, tout simplement aucun autre éclairage horticole n'est au niveau d'un éclairage produit par une CMH. On espère que cette technologie se démocratise afin que les jardiniers urbains (et les boutiques) puissent en profiter... D'ailleurs, voici le lien de notre nouveau bébé ou vous pouvez d'ores et déjà trouver une partie des produits de cet article :  https://www.legrower.shop 

Petit rappel sur la sécurité : les rayons UV sont cause de cancer de la peau : ne bricolez pas sous votre lampe MH/HPS ou CMH torse nu, portez des lunettes de soleil/protection de bonnes qualité pour les UV et une casquette :)