Comme tout le monde le sait, la lumière fournie par les lampes n'est pas un rayonnement monochromatique, c'est à dire constitué d'une longueur d'onde unique, mais un ensemble de rayonnements de diverses longueurs d'ondes, chacune émise avec une certaine intensité pour constituer quelque soit sa complexité le "spectre d'émission" de la lampe.
     Le domaine de rayonnement lumineux principalement intéressant en aquariophilie s'étend d'environ 360nm à 800nm, parce que ce sont ces longueurs d'ondes  qui sont impliquées, à diverses mesures, dans les systèmes biologiques des organismes variés, animaux et végétaux hôtes de l'aquarium. Arrive le moment où il faut se rendre à l'évidence que la vision humaine ne couvre pas complètement cette gamme de longueurs d'ondes, parce que le spectre "visible" est moins large et couvre approximativement de 400 à 780 nm, et qu'elle montre en outre une sensibilité aux radiations lumineuses très variable à l'intérieur de ce domaine.
     D'autre part également le spectre solaire, qui est la distribution des intensites des rayonnements en fonction des longueurs d'ondes qui parviennent depuis le Soleil à la surface de la Terre, n'est pas constant et est dans certains cas plus fort, dans d'autres cas plus faible avec une répartition spectrale plutot variable. En effet le rayonnement solaire qui arrive au sol dépend de multiples facteurs, tel le moment de la journée, les conditions météorologiques, la latitude, l'altitude, la réflection de l'environnement ambiant…etc…Ainsi si l'on veut imiter le spectre solaire,en admettant que techniquement ce soit possible, il n'est pas dit que ce soit la solution la meilleure parce qu'en fait il n'existe pas une lumière qui convienne à tous les organismes. Il y a des organismes qui ont besoin d'un niveau d'éclairement plus ou moins intense, et quant à la "qualité"de la lumière, les exigences peuvent étre très différentes. C'est particulièrement vrai pour les organismes aquatiques dont certains, par exemple  fréquentent une  eau claire de faible profondeur et  seront adaptés à recevoir une lumière différente de celle que reçoivent des organismes d'eau profonde ou turbide, peut etre rendue colorée par la présence de déchets ou de particules, qui aura été filtrée par une couche d'eau
avec une absorption dépendant de la longueur d'onde.Il est vrai que beaucoup d'organismes ont une plage d'adaptation, mais cette aptitude est limitée, c'est pourquoi dès le départ il est important de connaître les exigences spécifiques des espèces que nous élevons. 
     En fait les solutions universelles n'existent pas et il est donc nécessaire de  faire ses propres expérimentations. Toutefois pour que ces tentatives ne soient pas faites en aveugle, il est indispensable d'avoir un minimum de connaissances du niveau de performances  qu'offrent les sources d'éclairage disponibles.

Les caractéristiques des lampes les plus fréquemment fournies sont:
Température de couleur
Indice de rendu des couleurs IRC
Spectre d'émission
Flux lumineux-efficacité lumineuse
 

Température de couleur:

     L'information qu'une lampe émet une lumiére avec une certaine température de couleur signifie simplement que cette lumière, pour l'œil humain, apparaît d'une certaine couleur bien déterminée. Cette couleur est celle qu'émettrait pour l'oeil humain un "corps noir" (c'est le corps idéal parfait dit de 'plank' capable d'absorber totalement les rayonnements de toutes les longueurs d'onde) porté à cette température (à noter que le "corps noir" émet un rayonnement dont le spectre suit une loi physique bien précise et est facilement calculable).
     Mais une autre lampe qui à l'œil apparaît émettre une lumière de même couleur, et ayant néammoins la même température de couleur, peut posséder une distribution spectrale complétement différente! C'est pourquoi finalement c'est cette dernière propriété de la lumière la plus importante en biologie, en photographie, en optique, et que la température de couleur représente une donnée qui seule est de bien peu d'utilité.
     Pour les tubes fluorescents, qui offrent une vaste gamme de produits il est possible de choisir parmi des tubes de spectres différents, et de même température de couleur bien évidemment.
     Avec les clichés ci-dessous pris avec une pellicule diapositive "lumière du jour", j'ai voulu montrer la meilleure illustration possible, même si la reproduction sur un écran d'ordinateur limite la fidélité de reproduction.
     Dans les clichés suivants, ont été photographiées les lumières émises par trois tubes de température de couleur différente. Les tubes sont des Philips de la série TLD9xx et en particulier le 930 (température de couleur 3000°K), le 940(température de couleur 4000°K), le 965 (température de couleur 6500°K). Les clichés seraient identiques avec d'autres tubes fluorescents du marché (par exemple Osram) de mêmes caractéristiques.

     On remarque que la ton de la couleur de la lumière émise devient de plus en plus "froid" à mesure que la température de couleur augmente. Bien noter dès à présent, comme on le verra  mieux plus loin,que ces trois tubes sont à spectre soi-disant "complet", pour lequels  l'émission n'est pas limitée à une bande de rayonnement, comme cela se fait pour certains tubes, mais distribuée avec une certaine uniformité dans le domaine visible. Les températures de couleur différentes, et donc les différents tons sont dus à une intensité de rayonnement supérieure dans l'émission des longueurs d'ondes longues (vers le rouge) dans le cas du tube de plus basse température de couleur, pendant que les tubes de température de couleur plus élevée  montrent une intensité d'émission plus élevée des longueurs d'ondes courtes (vers le bleu).

     Avec les clichés ci-dessus nous avons comparé entre eux des tubes de même température de couleur. En effet les  tubes 940 et 840 ont tous les deux une température de couleur de 4000°K, ainsi que le 965 et le 865 avec 6500°K. Les tubes de la série 8xx montrent une nette dominante verdatre, alors que pour l'œil humain le ton de la lumière semble le même que celui des lampes de la série 9xx !!! (notez que la différence d'exposition de la dernière photo par rapport à la précédente tend à faire apparaître des couleurs moins saturées ceci à cause de l'écart de luminosité, mais la comparaison reste valable).
     La pellicule photographique, (avec une sensibilité chromatique différente de celle de l'œil humain) à l'inverse est capable de révéler l'écart qui existe évidemment entre les spectres d'émission. Ci-dessous, la comparaison des spectres respectifs du tube TLD840,du TLD940 et de la courbe de rayonnement du corps noir à 4000°K.

     Comme on le voit sur le relevé de son spectre d'émission le tube de la série 8xx présente une discontinuité du spectre importante qui en effet apparaît moins uniforme que le spectre de la 940 avec des pics d'émission plus accentués et des minimas voire des trous à certaines longueurs d'ondes . D'ailleurs apparaît notamment accentué le pic d'émission autour de 550nm (ce qui correspond à un rayonnement jaune- vert). Ce type de tube privilégie en fait particulièrement l'émission à cette longueur d'onde parce que c'est à ce rayonnement que l'œil humain est le plus sensible, et qu'il peut donc sembler plus lumineux (mais seulement pour l'œil humain) qu'un autre tube au spectre plus uniforme. Pour éclaircir ce point, avec les relevés suivants on peut comparer les spectres d'émission du 840 et du 940 avec la courbe de la sensibilité photopique de l'œil humain .(courbe de sensibilité lumineuse de l'œil humain en fonction de la fréquence des rayonnement à un niveau moyen d'illumination).

     Aucune surprise donc les lampes de la série 8xx semblent (mais, comme on a vu, seulement en apparence, à la vue et donc aussi pour les mesures photométriques) émettre plus de lumière.

     Quelques lampes beaucoup utilisées en aquariophilie comme les Interpet Triton, les Sylvania Aquastar et les Philips Aquarelle (toutes les lampes triphosphores) semblent posséder des caractéristiques très similaires (par exemple, une température de couleur déclarée par les fabricants à 10 000°K pour les Aquastar et les Aquarelle, ou déclarée "non mesurable" pour les Triton) et les spectres apparaissent être au moins similaires. Aussi la lumière émise semble être pour la vue de la même tonalité et sur la pellicule photographique à lumière diurne, comme le montre la photo suivante, les différences dans la lumière émise par ces 3 lampes sont minimes.

     La conclusion est que ces 3 lampes sont, quand on regarde la radiation émise, pratiquement équivalentes, même si la Triton est particulièrement renommée, selon les fabricants, pour sa qualité en terme de durée de vie. On peut aussi observer que, en accord avec la température de couleur élevée (10 000°K), la pellicule a enregistré une lumière qui est notablement bleutée alors que pour l'œil humain, la lumière de ces lampes apparaît rose ce qui confirmera plus loin que la vue peut être trompeuse pour juger les propriétés radiométriques d'une lumière.

     Dans la photo suivante, on peut observer à l'inverse la comparaison entre une lumière émise par une Aquarelle (10 000)K) et une TLD 965 (6 500°K). 

Enfin, il est intéressant de noter comme la pellicule photographique est à même de relever la différence remarquable qui peut exister dans la lumière émise par quelques lampes diverses disponibles sur le marché. Dans la photo suivante, il s'agit d'une comparaison entre une Aquarelle (triphosphore de 10 000°K), une TLD 930 (à spectre complet de 3 000°K) et une TLD 840 (de 4 000°K).

     La différence enregistrée par la pellicule photographique est plus importante que celle constatée par l'œil humain qui néanmoins, pour ces tubes, est aussi capable de discerner un écart de ton entre leurs lumières.

     On a vu que la valeur de la température de couleur fournit une information incomplète qui indique seulement que la lumière émise apparaît approximativement à l'œil humain à une certaine définition "couleur". Outre les limitations relevées dans le paragraphe précédent, il existe toutefois un inconvénient ultérieur. En fait, pour 2 lumières différentes, avoir la même température de couleur n'implique pas nécessairement que les objets éclairés apparaissent de la même couleur à l'œil nu. Aussi sous cet aspect, c'est pourquoi la température de couleur seule fournit des informations insuffisantes.

     Par exemple, un même objet pourpre éclairé par un tube Philips TLD/840 ou par un Philips TLD/940 apparaîtra, à l'œil humain, de couleur sensiblement différente car dans le domaine des longueurs d'onde qui contribuent au rendu visible d'une telle couleur, le spectre d'émission des 2 tubes est très différent mais, néanmoins, ils semblent, observés  en direct, émettre la même lumière, ayant la même température de couleur de 4 000K. Et ici, entre en jeu le "rendu de couleur de sources lumineuses" pour laquelle évaluation, le système le plus diffusé est "l'indice général de rendu de la couleur" IRC.

    Le mécanisme sur lequel on se base est le suivant: "on évalue les différences entre les couleurs que certains objets standards présentent sous une source testée puis sous la source de référence…La source de référence employée est fonction de la température de couleur de la lampe expérimentée. Par exemple, pour des sources tests avec des températures proches des couleurs de moins de 5 000°K, le radiateur lui est celui de Planck ou corps noir. Pour des températures de couleurs égales ou supérieures à 5 000°K, on emploie des éclairages de la série D (Daylight) qui par convention sont pris pour référence. Les températures de couleur des 2 sources doivent être les plus proches possibles (d'après "Mesurer la couleur" de Claudio Oleari, Hoepli éditeur). Ici, il est à noter que les éclairages de la série D fournissent une lumière qui, comme le spectre, est plutôt voisine de celle de la lumière solaire. Puisque "les lampes à incandescence ont une distribution spectrale de puissance quasi identique à celle de la source de référence" (qui, on le rappelle, est, jusqu'à 5 000°K, le corps noir) alors leur IRC est pratiquement au maximum (IRC =100).
     Ceci, toutefois, ne signifie pas que les lampes à incandescences fournissent une meilleure lumière (ou similaire à celle du soleil) car pour beaucoup d'utilisations, leur température de couleur est trop basse et est en fait, de beaucoup, inférieure à celle de la lumière solaire (la lumière apparaît avec des tons beaucoup plus "chauds" que ceux produits par le soleil) et donc, inadaptables pour de nombreux buts (entre autre l'éclairage en aquarium et la photographie avec pellicules diurnes et sans filtre).
Par exemple, une petite lampe à incandescence normale montre une température de couleur d'environ 2 500°-2 800°K, très loin de la température de couleur de la lumière solaire le matin ou l'après-midi (environ 5 000°-5 500°K) ou de la lumière solaire à midi (environ 6 000°K, les valeurs étant aussi supérieures quand le ciel est voilé)(la source de quelques unes de ces données: "le livre de la photographie en couleur", Feininger, Garzanti ed.). 
     Cette caractéristique rend donc inadaptables les sources à température de couleur si basse pour l'utilisation en aquarium, du moins comme unique source d'éclairage.
     Pour une lampe, la combinaison d'une température de couleur de 5 000°-6 000°K avec une valeur élevée de l'IRC (plus proche de 100) fournit, au contraire, l'indication que, très probablement, on est assez proche de la distribution spectrale de la lumière solaire. Ces lampes existent et sont celles au spectre complet avec un IRC le plus haut possible. Sur ce point de vue, les Philips 950 (température de couleur=5 300°K et IRC=98) et les Osram Deluxe 12 (température de couleur=5 400°K et IRC=98) apparaissent etre celles qui sont les plus proches de la lumière solaire, avec éventuellement l'Osram 72 Biolux et la Philips 965 (température de couleur=6 500°K et IRC=97-98). Les Philips TLD 950 et les Osram 12 sont aussi les plus conseillées pour les applications pour lesquelles il faut faire une appréciation de la vision des couleurs des objets. D'autre part, sont confirmés des résultats que l'on obtient en photographiant, avec une pellicule tarée pour la lumière diurne, des objets éclairés par des lampes à diverses températures de couleur et/ou IRC. Dans un tel cas, les photos faites des objets, éclairés par des lampes de 5 000°-6 000°K et IRC élevé (>95), montrent seulement de légères dominantes de couleur tandis que de fortes dominantes de couleur sont présentes si la source de couleur est à un indice IRC plus bas ou est caractérisée par une température de couleur significativement en dehors du champ 5 000°-6 000°K.

     Dans la photo suivante sont reportés les résultats obtenus en photographiant, avec une pellicule inversée pour lumière diurne, un tableau de couleur et le carton gris Kodak à réflexion 18% qui est normalement utilisé pour l'évaluation des dominantes chromatiques et de l'exposition.

     Dans ces 2 photos, la température de couleur de la source lumineuse est la même (6 500°K autant pour la 965 que pour la 865) mais l'IRC diffère (IRC=98 pour la 965 et IRC=85 pour la 865). Cette différence implique que l'IRC, aussi dans la photo, s'accorde mieux avec la lampe à IRC plus élevé. En fait, les couleurs et le gris du carton sont assez fidèlement rendus avec la 965 qui  semble n'avoir qu'une légère dominante bleutée , au contraire,  plutôt marquée et qui tend vers le vert sur la photo éclairée par la 865.

      En abaissant la température de couleur (dans les photos précédentes, la 940 et la 840 émettent toutes les deux une lumière à 4 000°K), on observe un déplacement des couleurs vers des tons chauds, c'est à dire, tendant vers le jaune- rouge. C'est la dominante présente dans la photo relative à la 940 qui montre un IRC élevé presque à 95, signe que la lumière émise est assez semblable à celle émise depuis un corps noir (Ra=100) à la température de 4 000°K. Dans la photo prise avec la lampe de série 8xx ( la 840 ici), est encore plus présente l'habituelle dominante verdâtre à cause du pic d'émission d'environ 550 nm que les lampes de cette série présentent pour apparaître plus lumineuses à l'œil nu. Une conséquence de ceci est que l'indice IRC obtenu est plus bas (IRC=85) et que le spectre d'émission sera assez différent de celui du corps noir à 4 000°K.

     Dans la photo ci-dessus, la dominante jaune- rouge est encore plus évidente que sur la photo relative à la 940, parce que la température de couleur avec la 930 est notablement inférieure,(3 000°K). Le fait que l'indice IRC soit assez haut (IRC=95) indique encore que la radiation émise devrait être assez semblable à celle du corps noir à 3 000°K. Une telle radiation sera aussi semblable à celle émise par une lampe à incandescence telle que les différences en terme de température de couleur (environ 2 700°K pour la lampe à incandescence et 3 000°K pour la lampe testée) et d'indice IRC(environ 100 pour la lampe à incandescence et 95 pour la lampe testée) sont assez faibles (ceci signifie aussi que, photographiant sous cette source lumineuse, on peut obtenir de modestes résultats en utilisant des pellicules adaptées à la lumière des les lampes à incandescence au tungstène).

     Pour la Sylvania Aquastar, la Philips Aquarelle et l'Interpet Triton, commercialisées pour l'utilisation en aquarium, une tonalité bleue semble être dominante, signe que le spectre est riche de ces radiations avec un certain pourcentage non négligeable de rayons UVA. En outre, les différences entre ces 3 photos sont minimes, confirmant que les 3 lampes se ressemblent beaucoup pour le type de lumière émise. La non négligeable fraction des radiations rouges présentes dans le spectre porte aussi à relever une certaine dominante de cette couleur qui, à œil nu, est plus perceptible qu'à travers une photo.

     Pour ces motifs, il n'existe pas de solution unique et idéale mais il faut garder présent les exigences spécifiques des végétaux et des animaux. Ceci est le point de départ, à partir des données techniques des possibles sources lumineuses et des critères d'évaluation décrits dans ce document, chacun devrait être libre de choisir et d'expérimenter comme bon lui semble.

     Il faut aussi considérer que, dans la lutte contre les algues envahissantes et en faveur des plantes aquatiques ou d'autres algues supérieures, l'éclairage constitue un seul des nombreux facteurs contribuant à ce succès. En outre, très probablement, il n'existe pas d'éclairage qui soit favorable aux plantes et qui, en même temps, stoppe la croissance des algues. On peut, néanmoins, chercher un éclairage optimal pour les plantes, de sorte que s'il est aussi apprécié par les algues, à la fin, on arrive, dans la compétition des plantes et des algues, à la suprématie des premières, ôtant aux secondes nourriture, espace et possibilité de croissance. Toutefois, afin que cela arrive, il est aussi nécessaire que tous les autres facteurs soient optimaux (nourriture, CO2, mouvement de l'eau, paramètres chimiques et physiques de l'eau, etc..). En outre, il faut aussi tenir compte des temps d'adaptation (la capacité des plantes et des algues à s'adapter partiellement à diverses conditions de lumière) qui pour les algues sont généralement plus brefs que pour les plantes. C'est pourquoi, quand on change le type de lampe, si les nouvelles conditions d'éclairage sont meilleures pour les plantes, au début le résultat peut être que l'on assiste à une augmentation (temporaire, espérons) des algues plus promptes à bénéficier des meilleures conditions. Cela implique que parfois il est nécessaire, pour évaluer les résultats, d'attendre quelques temps qui peuvent être longs de quelques mois. 

     Actuellement, il existe, c'est vrai, quelques tendances pour l'éclairage des divers types d'aquarium qui sont brièvement traités dans la dernière section de ce document, mais qui, comme le savent ceux qui ont suivi l'histoire et l'évolution de l'éclairage, sont probablement destinées à être dépassée par de nouvelles études, par de nouveaux produits et aussi, pourquoi pas, par de nouvelles modes. Dans l'état actuel, il semble toutefois que les lampes à spectre complet sont, pour l'utilisation en aquarium, supérieures aux autres. A noter que les lampes qui sont, en général, communément indiquées comme Daylight, Coolwhite, Warmwhite,etc, ne sont pas nécessairement à spectre complet, mais plutôt généralement des lampes qui présentent de nombreuses lacunes dans le spectre. 
 

Le spectre d'émission:

     La température de couleur et l'IRC sont des indices utiles et rapides pour évaluer approximativement la qualité de la lumière émise mais, comme on l'a vu, pas du tout complets, même si avoir disposition des 2 peut de fait fournir déjà de nombreuses indications. Toutefois, l'information la plus complète reste celle fournie par le spectre de la lumière émise par la lampe testée, car elle contient toutes les données pour évaluer si la lumière possède les caractéristiques désirées (c'est à dire l'opportune intensité de radiation à chaque longueur d'onde), même si parfois il est difficile de savoir quel devrait être le spectre optimal pour obtenir certains résultats ou d'interpréter les courbes spectrales qui sont présentées. L'analyse du spectre est particulièrement utile dans ce cas, comme souvent il est opportun de le faire, on utilise une combinaison de lampes différentes, pour laquelle il n'y a pas besoin de faire la moyenne de la température de couleur ou des IRC, alors qu'une "somme des spectres" prenant en considération chaque longueur d'onde a par contre une signification et une justification physique. Par convenance, ils sont reportées et liées à un tableau avec d'autres informations utiles et de nombreux spectres qui peuvent être intéressants.
 

Le flux lumineux et l'efficacité lumineuse:

     L'indication d'efficacité lumineuse exprimée en lumen par watt (c'est à dire exprimée comme "flux lumineux" émis par  unité de puissance absorbée par la lampe) n'a pas une portée intéressante en aquariophilie, alors qu' elle trouve une  application large et justifiée dans l'éclairage des lieux de travail ou dans les salles de séjour, c'est à dire pour l'éclairage d'ambiance dans laquelle les hommes travaillent et vivent. Ceci car le lumen (ou le lux, c'est à dire un lumen /m2) est une unité de mesure spécifique de la photométrie qui est une branche de la physique dans laquelle les radiations sont évaluées à la base pour leurs caractéristiques visibles, ou en d'autres termes, est un système d'unité qui considère seulement la puissance éclairante de la radiation à l’œil nu. Mais la vision de l'œil humain présente diverses limites comme, par exemple, une sensibilité plus grande aux radiations de certaines longueurs d'onde et moindre pour d'autres (par exemple, aux infrarouges et aux ultraviolets, l'œil est aveugle).
     Dans les fonctions biologiques activées par la lumière et indispensables en aquarium, sont à l'inverse, fondamentales et nécessaires les radiations de longueurs d'onde auxquelles l'œil humain est peu ou pas sensible et qui pèsent donc peu ou pas sur l'éclairage pour un observateur humain. Donc, comme en photométrie sont prises en compte les seules exigences de la vision humaine, alors la réponse des instruments pour la mesure des lumens (et des lux) suit la sensibilité humaine.
     Il existe des normes bien précises élaborées en ce sens par la CIE (Commission Internationale de l'Eclairage), par exemple, la courbe photopique à laquelle les instruments doivent se conformer pour tenir compte des propriétés de l'œil humain dans la vision diurne. Ainsi pour la mesure photopique, on a un maximum de sensibilité pour la radiation à 550nm (autour du jaune- vert) mais la sensibilité baisse assez rapidement pour des radiations de longueurs d'ondes inférieures ou supérieures et, par exemple, les sensibilités à 500nm et 625nm sont seulement à environ 32% de celle à 555nm. Ceci signifie que, dans la mesure du flux lumineux en lumen, les radiations, même d'une importance fondamentale pour l'utilisateur en aquarium, ont peu de poids (par exemple dans le bleu, dans le rouge et dans les UVA), alors que le niveau maximum que l'on a pour les radiations jaunes- vertes,  plus importantes pour fournir de la lumière visible, a relativement peu d'importance pour de nombreux procédés biologiques (par exemple, les feuilles de nombreuses plantes chlorophyles apparaissent vertes justement car la radiation verte vient se réfléchir et donc n'est pas absorbée ou utilisée). Donc, à moins que l'on ne soit  intéressé que  par la seule restitution  pour la vue humaine, on a besoin d'un "outil de mesure"  qui ne fasse pas référence au flux lumineux en lumen, mais à quelqu' autre grandeur plus significative pour les plantes, les animaux et les organismes. On a vu que l'étude du spectre émis peut être une aide pour la "qualité" de la lumière mais pour la détermination du numéro de lampe nécessaire à fournir la "quantité" désirée de lumière de qualité voulue, il faudra donc faire référence à une autre grandeur d'utilisation directe qui ne peut pas être le flux lumineux (ceci semble à ce point évident même si, malheureusement souvent, on affirme au contraire qu'il est préférable de faire référence à cette dernière grandeur).

     Par une élaboration des données relatives au spectre et au flux lumineux, que l'on peut trouver dans les techniques spécifiques de nombreuses lampes, il est possible toutefois d'obtenir la valeur de puissance émise sous la forme d'énergie rayonnante pour beaucoup de lampes. 
     C'est une donnée du flux lumineux qui est sûrement plus intéressante que tout ce qui fait référence à l'énergie émise sous forme de radiations hors sensibilité de l'œil humain. Un nouveau pas en avant peut être fait en prenant en considération le mécanisme utilisant l'énergie rayonnante dans chaque procédé dans lequel cette dernière interagit avec la matière (et donc aussi dans tous les procédés photochimiques et photobiologiques). En effet, l'unité à travers laquelle l'énergie rayonnante peut être traduite est le photon , qui représente l'entité élémentaire de l'énergie lumineuse, c'est pourquoi il est important d'avoir une mesure du nombre de photons émis (par unité de temps) par les sources testées. A partir du moment où l'énergie d' un  photon dépend de la longueur d'onde du rayonnement, si la radiation n'est pas monochromatique (c'est à dire, si elle n'est pas constituée par une radiation à une unique longueur d'onde), il n'est pas possible de déduire, par la seule valeur de la puissance rayonnante globalement émise, le nombre de photons émis. Si néanmoins on connaît aussi la distribution de l'énergie émise en fonction de la longueur d'onde (cela revient à dire si l'on connaît le spectre), ça devient possible. Le PAR (Photosythetically Available Radiation) est directement lié au nombre de photons émis dans le domaine des longueurs d'onde intéressantes pour la photobiologie (en général de 400 à 700nm car on retient que ceci est l'intervalle du champ de rayonnement qui peut être généralement utilisé dans les procédés de photosynthèses).

     Dans la figure suivante, est reportée la réponse relative d'un luxmètre (qui suit la courbe photosensible de l'œil humain) en comparaison avec celle que devrait posséder l'instrument idéal pour la mesure du PAR et avec celle donnée par un instrument relativement économique pour mesurer le PAR.

      L'idée du PAR est née en 1972 (même si ce terme est probablement apparu ensuite) dans les études de Keith McCree qui a démontré qu'un instrument qui compte les photons (quantum meter) est capable de prévoir avec une grande précision l'activité de la photosynthèse ce que ne réussit pas à faire un simple luxmètre! Evidemment le pas suivant serait de voir dans le  domaine à l'intérieur duquel le PAR est mesuré uniformément (400-700nm) quelles sont les longueurs d'onde qui contribuent le plus à la photosynthèse. Bien que de nombreuses études soient faites dans cette direction pour comprendre comment "voient" les plantes et les algues (par exemple, les travaux de Mc Cree et la courbe spectrale des plantes selon Elgersma, dont on parle encore dans Aquarium Oggi,n.2, 1998, page 48) il n'existe pas vraiment de méthodes ou de courbes universellement adaptables car chaque plante a ses propres exigences, pour lesquelles une moyenne assez générique comme celle fournie avec le PAR peut être déjà suffisamment significative et n'a pas de sens à trop aller dans les détails, sinon pour un système bien spécifique.
      Ceci toutefois ne signifie pas que la connaissance du PAR soit  seule suffisante pour déterminer l'efficacité d'un système éclairant pour la croissance des plantes en volume, pour que le PAR soit un indicateur sûrement plus significatif que le flux lumineux,  il devra toujours découler d'un pondération faite à l'intérieur d'un domaine plus large de longueur d'onde, intégrant la distribution spectrale qui peut revêtir une importance fondamentale.

      Après cette perspective intéressante, regardons comment se comportent les tubes courants en terme de flux lumineux délivré, efficacité lumineuse, PAR. Dans les tableaux suivants et dans les graphiques joints, sont reportées les valeurs pour quelques tubes déjà examinés (les valeurs de PAR mentionnées se réfèrent au tube et non à l'unité de surface)

     L'aspect le plus intéressant à noter est que, nonobstant que le flux lumineux soit sensiblement plus élevé pour le tube de la série 8xx (série qui privilégie la luminosité pour la vue humaine, émettant spécialement dans le champ où l'œil est plus sensible) pour lequel on regarde la puissance rayonnante et surtout le PAR où les différences sont significativement plus réduites. Donc, même si l'"efficacité lumineuse" en lm/W (comprenant comme luminosité celle pour l'œil humain) est supérieure pour la lampe de la série 8xx, le rendu énergétique efficace et le rendu en terme de nombre de photons émis varient, à l'inverse, beaucoup moins avec une autre lampe. Considérant en outre que, comme on a dit précédemment, la distribution spectrale n'est pas optimale pour les lampes 8xx et les équivalentes, alors il apparaît évident que les lampes à spectre complet (9xx et équivalents) sont plus adaptées pour l'usage en aquarium. En d'autres termes, les lampes à spectres  d'émissions plus uniformes (normalement à IRC très élevé), même si elles semblent avoir des valeurs plus basses de l'efficacité lumineuse (et par la suite, à nos yeux, apparaissent moins lumineuses),qu'un tube au un spectre plus riche en radiations jaunes- vertes, paraissent plus efficaces pour l'utilisation en aquarium. Le raisonnement peut être étendu aussi aux soi- disants "phytostimulants" qui seuls, en apparence sont moins lumineux, étant au contraire optimisés et efficaces pour l'usage auquel ils sont destinés, c'est à dire pour émettre quelques radiations qui sont supposées utiles à la croissance des plantes (surtout terrestres car les aquatiques ont des exigences généralement différentes). Une autre conséquence est que, vu que le rapport entre l'énergie émise et l'énergie absorbée dépend un peu de la lampe qui est choisie, alors pour indiquer la quantité de lumière nécessaire, on peut tranquillement avec une bonne approximation faire référence directement à la puissance absorbée par la lampe, comme  cela a quasiment toujours été fait en aquariophilie avec les habituelles prescriptions d'un certain nombre de watt dans chaque litre d'eau du bac.

     On va de toute façon observer que, même si le rendu varie un peu d'une lampe à une autre, dans l'état actuel, les tubes fluorescentes les plus efficaces d'un point de vue énergétique, sont ceux de 36 W, car la géométrie du tube et sa dimension (1,20m) sont tels qu'elles  rendent maximum la transformation de l'énergie électrique absorbée en énergie rayonnante. En outre, pratiquement tous les types de tubes fluorescents existants sont offerts à cette puissance et par conséquent, le choix et l'approvisionnement sont plus larges que pour d'autres puissances. C'est pourquoi, en phase d'acquisition ou de construction d'aquarium, la possibilité de monter des lampes de 36 W peut être un des nombreux facteurs à prendre en considération dans le choix des dimensions du bac.

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