À l’heure où les agglomérations s’interrogent sur l’incidence lumineuse de l’éclairage urbain et des enseignes commerciales, les motivations de préservation faunistiques sont souvent mises en avant et masquent parfois des intérêts principalement économiques. Quoi qu’il en soit, l’impact de l’éclairage artificiel sur la flore est rarement pris en compte. Il est pourtant bien réel et souvent lié aux incidences de la pollution lumineuse sur la faune. L'éclairage d'un arbre fruitier, qu'il s'agisse d'un aménagement privé ou d'une gestion de verger, nécessite désormais une réflexion approfondie qui concilie mise en valeur esthétique et respect des cycles biologiques naturels.
Les impacts biologiques de la lumière artificielle sur les végétaux
Les travaux du Centre d’écologie et des sciences de la conservation (CNRS/MNHN/UPMC) et de l’université de Bern ont démontré les impacts négatifs de la lumière artificielle sur la pollinisation des fleurs (Knop et al., 2017). L’étude comparative réalisée sur des fleurs de prairie éclairées artificiellement a mis en évidence une diminution de 62% des visites de pollinisateurs nocturnes par rapport à des prairies sans pollution lumineuse avec comme conséquence une réduction de 13% de la production de fruits (démonstration sur Circe maraîcher en dépit des visites de ses pollinisateurs diurnes).
Perturbation des cycles circadiens et floraison
La pollution lumineuse est un phénomène qui découle de l’utilisation d’éclairages artificiels qui, de nuit, produisent un halo lumineux à plus ou moins grande échelle selon le nombre de sources lumineuses et les systèmes d’éclairage utilisés. La diffusion de la lumière peut être amplifiée par les conditions atmosphériques. L’utilisation de ces éclairages nocturnes sur des laps de temps longs, impacte fortement la faune et la flore présente à proximité.
Beaucoup d’espèces sont en effet sensibles au cycle circadien (alternance du jour et de la nuit). La durée de ces cycles déclenche de nombreux processus biologiques affectant le développement des plantes. Les lumières artificielles nocturnes affectent le processus de floraison des plantes, notamment en changeant la durée du jour et de la nuit, impactant ainsi le développement des plantes, en particulier le moment de floraison des plantes à jours courts. Dès lors que le calendrier de floraison est modifié, ces plantes doivent faire face à des problèmes de reproduction et de pollinisation. D’une part, il peut y avoir décalage entre la nouvelle temporalité de floraison induite par la pollution lumineuse et la présence des pollinisateurs de cette plante. D’autre part, les plantes qui éclosent principalement la nuit et qui sont dépendantes de cette obscurité pour attirer des pollinisateurs nocturnes, tels que les papillons de nuit et certains coléoptères, peuvent rencontrer des difficultés de pollinisation (ouverture de la fleur décalée ou trop limitée dans le temps).
Conséquences sur la dormance et la santé des arbres
Les arbres situés à proximité directe des lampadaires perdent souvent leurs feuilles plus tard que ceux situés dans les zones éclairées naturellement. D’autres processus comme le ralentissement de la croissance et la mise en dormance, découlant naturellement du raccourcissement de la durée des jours, sont des mécanismes nécessaires pour la protection des arbres contre les effets de l’hiver. Les conséquences de ce retard dans le processus biologique sont une sensibilité accrue aux gelées et un affaiblissement global des végétaux, les rendant plus sensibles aux pathogènes.
Le surplus d’éclairage artificiel a aussi un effet sur le débourrement et la floraison qui surviennent plus tôt dans la saison. Il y a un risque plus important d’effets des gelées précoces sur le développement de la fleur, mais aussi un décalage entre la maturité des fleurs alors que leurs pollinisateurs ne sont pas encore présents.
Bioluminescence et cycle circadien
Optimisation de la photosynthèse et gestion de la lumière solaire
Les vergers et les jardiniers sont toujours à la recherche de méthodes pour améliorer les plantes et les fruits à l’époque contemporaine. La photosynthèse joue un rôle important dans la croissance des fruits, en particulier pour certains fruits qui aiment la lumière comme les pommes, les kiwis, les poires et les cerises. L'augmentation de la qualité et de la durée de la lumière pour les plantes est un enjeu clé à considérer pour les vergers.
L'usage des écrans de sol réfléchissants
Le couvre-sol réfléchissant est un type de couvre-sol qui augmente la réflexion de la lumière pour les arbres fruitiers. Les UV (ultraviolet) et PAR (rayonnement photosynthétiquement actif) sont indispensables à la croissance des plantes. Les UV comprennent les UV-A, les UV-B et les UV-C, les UV-A favorisant la photosynthèse, la floraison et la maturation des fruits, mais un excès d’UV-B peut endommager les feuilles. PAR est la gamme de lumière visible (400 à 700 nm) cruciale pour la photosynthèse.
Ces écrans de sol réfléchissants sont fabriqués à partir de papier d'aluminium et de polyéthylène haute densité, ce qui garantit que le verger peut les utiliser de nouveau pendant plus de 5 ans. Le film de sol réfléchissant a un effet nettement amélioré sur l'environnement lumineux, notamment en assurant une répartition plus homogène de la lumière autour des arbres fruitiers. Dans une certaine plage, plus une plante reçoit de lumière solaire, plus le taux de photosynthèse est élevé. La plage de longueurs d’onde la plus efficace pour la photosynthèse est de 400 nm à 700 nm. Bien que la lumière soit essentielle à la photosynthèse, trop de lumière a un effet négatif sur la photosynthèse, car elle peut entraîner une photoinhibition. Par conséquent, un écran de sol réfléchissant avec une réflectance différente est requis en fonction des caractéristiques des différentes espèces d'arbres fruitiers dans différentes zones géographiques.
Le couvre-sol réfléchissant a essentiellement un effet positif sur la couleur du fruit. Une lumière adéquate augmente non seulement la luminosité, mais stimule également le développement dormant d'un fruit. Des études ont montré qu'un apport lumineux adéquat contribue au goût ou à la croissance des fruits. Des études ont montré que les cerisiers traités avec des couvre-sols réfléchissants atteignent une maturité commerciale optimale 5 jours plus tôt que les fruits non traités. Une étude a montré que la teneur en phénols du kiwi a augmenté d'environ 20 % avec l'utilisation de l'écran de sol réfléchissant. Lorsqu'un écran au sol réfléchissant est installé avant la floraison, la lumière vive réfléchie par la canopée a pour effet de repousser les thrips des fleurs de l'Ouest.
Stratégies d'aménagement paysager nocturne pour les arbres
Jamais auparavant les parcs et jardins n’avaient pris autant de valeur qu’au cours de cette période historique. Citons notamment les jardins privés résidentiels, une véritable extension des quartiers d’habitation. L’art de l’éclairage du jardin peut être structuré pour mettre en valeur les arbres tout en minimisant les nuisances.
Comprendre l'environnement et les points focaux
Partons du fait que la lumière a la capacité de mettre en valeur les points forts de l’espace et d’éclipser littéralement ses aspects les plus faibles. Quels sont les points focaux ? Comment va-t-on bouger dans l’espace ? Où souhaitons-nous concentrer notre attention ? Quels volumes veut-on mettre en relief ? Nous pouvons évaluer s’il convient de se concentrer sur des sujets définis comme un groupe de plantes, une sculpture, des parterres de fleurs, un chemin, une fontaine et un ramage.
Pour les petits arbres - comme les arbres fruitiers ou les arbres décoratifs dans les massifs - un éclairage subtil est idéal. Un spot compact crée une atmosphère chaleureuse et intime. Un grand arbre peut devenir l’élément principal du jardin. Bien éclairé, il offre un rendu impressionnant une fois la nuit tombée. Pour les grands arbres, il est préférable d’utiliser plusieurs points lumineux.
Techniques d'éclairage : de l'uplighting aux projecteurs mobiles
L’uplighting, où la lumière éclaire l’arbre depuis le bas, crée un effet dramatique. Une lumière chaude est généralement la plus adaptée au jardin. Elle s’harmonise bien avec le vert et crée une ambiance apaisante. Les projecteurs en aluminium sont un élément incontournable de l’éclairage architectural du jardin. Placés le long d’une haie et dirigés vers le haut, ils diffusent une lumière tamisée qui magnifie les reflets des feuilles.
Si l’on souhaite éclairer des arbres aux troncs larges ou multi-troncs, on peut baliser leur pourtour avec plusieurs lampes dirigées vers l’intérieur. L’éclairage d’un arbre depuis l’avant le rend plus dense. Plus les projecteurs sont éloignés de l’arbre, plus celui-ci paraît dense. Ce type d’éclairage élimine tout risque d’éblouissement de l’observateur. Des projecteurs ou des luminaires encastrés dans le sol peuvent être utilisés. Si seule la frondaison de l’arbre doit être éclairée, il est judicieux de placer deux projecteurs encastrés dans le sol derrière le tronc, en partant de la position de l’observateur. Cet éclairage est dit extensif.
Bonnes pratiques et solutions techniques pour un éclairage responsable
Faire les bons choix d’éclairage est crucial. Nous pouvons tout d’abord proscrire les éclairages en contre-plongée (désormais interdits dans de nombreux contextes en dehors de la mise en valeur du patrimoine ou de l’éclairage des parcs et jardins) et privilégier les luminaires orientés vers le sol pour améliorer la condition des pollinisateurs et indirectement celle de la flore.
Choix du matériel et programmation
Dans une moindre mesure, éviter les sources lumineuses à spectre bleu (au-delà de 3000 K), qui sont les plus nuisibles pour la faune comme pour la flore, et opter pour des luminaires extérieurs conçus pour minimiser la dispersion de la lumière (les ampoules LED permettent une bonne gestion de l’intensité). Un arrêté du 27 décembre 2018 concernant la limitation des nuisances lumineuses précise les limites applicables selon les usages et le contexte. Dans certains cas, le texte impose l’extinction pendant des plages horaires déterminées. Les constructeurs ont depuis développé des solutions de programmation des luminaires, de détection et de télégestion.
Pour ce qui est du parc éclairant plus ancien, avec parfois des points lumineux très haut avec une densité surfacique du flux trop importante, des adaptations de coupe-flux sont parfois envisageables. Néanmoins, la meilleure solution reste la diminution du nombre de points lumineux qui sont tous impactants pour les cycles de reproduction et de développement des végétaux.
Un bon éclairage dans les jardins privés réunit la pièce de vie et le jardin. Il est conseillé ici de créer des îlots - par exemple un éclairage autonome de plans d’eau, de massifs, de groupes d’arbres ou de sculptures. Idéalement la couleur de lumière est ici de 3000 K ou moins. Pour répondre à tout moment à chaque besoin, l’éclairage du jardin doit être commutable de diverses façons. Nous utilisons de préférence des luminaires à intensité variable pour réaliser différents scénarios d’éclairage d’ambiance. De plus, des luminaires mobiles conviennent particulièrement bien aux jardins privés pour adapter l’éclairage en fonction de la végétation. Il est ainsi possible de procéder aussi bien à des modifications mineures que des aménagements saisonniers.
Précision technique et protection des équipements
Les outils d’éclairage offrent jusqu’à dix répartitions de lumière différentes avec une technologie LED ultramoderne - pour tous les types d’arbres et d’éclairages. Les répartitions de lumière à faisceau étroit telles que Narrow spot (env. 8°) ou Spot (env. 10°-20°) sont parfaites pour une lumière d’accentuation. Pour les arbres étroits, des angles de rayonnement ovales comme Oval flood (env. 20° x 60°) sont, quant à eux, parfaits.
Les appareils d’éclairage en extérieur doivent résister à tous les temps. C’est pourquoi un indice de protection élevé est impératif. Tous les projecteurs standard, Flood et à faisceau mural doivent avoir un indice de protection IP65, ce qui signifie qu’ils sont étanches à la poussière et protégés contre les projections d’eau dans toutes les directions. Les encastrés de sol affichent, quant à eux, un indice de protection IP68. Les appareils sont ainsi protégés même contre les conséquences d’une immersion de longue durée.
Pour éviter toute pollution lumineuse par des Uplights, la lumière ne doit pas déborder du tronc. Des Uplights à rayonnement étroit et des projecteurs inclinables permettent de mettre en valeur la texture du tronc. Une distance d’éclairage faible par rapport à l’arbre nécessite une répartition de lumière très large. Plus la distance est grande, plus la répartition de lumière doit être étroite afin d’éviter la lumière diffuse en dehors du houppier. Pour atteindre 50 lx sur un arbre, il suffit pour une distance de 3 m de 12 W de puissance pour le module LED, et de 24 W pour une distance de 20 m.
En conclusion, la gestion lumineuse autour des arbres fruitiers est une discipline holistique. Elle demande de maîtriser les besoins physiologiques de l'arbre (photosynthèse, cycles de dormance), les impératifs écologiques (préservation des pollinisateurs) et les techniques d'aménagement paysager. En privilégiant des intensités modérées, des spectres chauds et des sources orientées avec précision, il est possible de sublimer la silhouette des arbres tout en maintenant l'équilibre biologique nécessaire à la fructification et à la biodiversité locale.