Laboratoire VPD et DLI — vérification des séries temporelles d'humidité et de lumière

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La journée synthétique donne une VPD de l'air ≈ 1,584 kPa et un DLI = 11,52 mol m⁻² jour⁻¹. La température est de 25 °C et l'humidité relative de 50 % en continu. Le PPFD est de 200 de 8 h à minuit, et nul le reste du temps. Ces données sont fictives et servent à vérifier les unités et l'intégration ; il ne s'agit pas de mesures réelles.

Consultez la présentation du CEA pour connaître les limites du système. Ce laboratoire calcule les grandeurs environnementales ; il ne prédit pas le rendement ni ne commande les équipements.

Le VPD de l'air nécessite la température et l'humidité

Utilisez la relation de pression de vapeur saturante FAO-56, équation 11, avec T en °C et la pression en kPa :

À 25 °C, une pression de saturation arrondie de 3,168 kPa donne environ 1,584 kPa à 50 % d'humidité relative. L'application de cette équation non linéaire une seule fois aux données moyennes journalières diffère généralement du calcul de la moyenne des valeurs à chaque instant.

Aucune température foliaire n'est fournie ; il ne s'agit donc pas d'un VPD feuille-air. Ce n'est pas non plus un modèle de transpiration. Consultez la discussion sur le VPD de MSU avant d'interpréter les résultats en fonction des réponses des plantes.

Le DLI pondère chaque intervalle par sa durée

Conformément à l'explication du DLI de Purdue ( https://www.extension.purdue.edu/extmedia/HO/HO-238-B-W.pdf ), le PPFD est intégré sur une journée. Chaque ligne du fichier CSV fournit une moyenne du PPFD sur l'intervalle, et non une valeur instantanée pour l'interpolation trapézoïdale.

Les durées sont exprimées en secondes : 200 × 16 × 3600 / 1e6 = 11.52 . Diviser un intervalle sans modifier sa moyenne ne change pas le total.

Une moyenne du nombre de lignes multipliée par 24 heures est incorrecte pour ces intervalles inégaux. Les mesures instantanées nécessitent une interpolation et une politique d'écart maximal spécifiées séparément.

Contrat d'entrée

Les limites de température et de luminosité sont des choix pédagogiques et ne constituent ni des recommandations de culture ni des limites de validité universelles. Les valeurs vides, NaN, l'infini, les valeurs de luminosité négatives, les chevauchements, les lacunes, les lignes inversées et les jours incomplets sont rejetés. Les changements d'heure d'été sont exclus du modèle fixe de 24 heures. Les mesures réelles nécessitent également des données de localisation, d'étalonnage et de réponse du capteur.

Exécuter l'expérience complète

Extrayez le fichier ZIP de l'expérience (/uploads/labs/cea-vpd-dli/cea-vpd-dli.zip), puis exécutez les commandes suivantes dans son répertoire. Python 3.10+ et la bibliothèque standard suffisent ; aucun package ni accès réseau n'est requis. Le panneau ci-dessus fonctionne sans installation locale de Python. Les étapes suivantes sont facultatives.

python3 generate.py
python3 experiment.py synthetic.csv > result.json
python3 -m unittest -v

generate.py recrée le fichier CSV synthétique ; enregistrez-en une copie avant de modifier les données d'entrée. L'analyseur génère le VPD par intervalle et la lumière cumulée au format JSON. Comparez expected.json et les hachages de fichiers et le contrat dans manifest.json.

Le noyau de calcul se trouve ci-dessous ; experiment.py contient l’exécutable complet, validation incluse.

es = 0.6108 * math.exp(17.27 * temp_c / (temp_c + 237.3))
air_vpd_kpa = es * (1 - rh_pct / 100)
dose_mol_m2 += ppfd * interval_seconds / 1_000_000

Modification, interruption et vérification

1. Attribuez la valeur 100 à toutes les valeurs d’humidité relative (HR). Le déficit de pression de vapeur (DPV) devient nul ; l’indice de luminosité diffuse (ILD) reste à 11,52.

2. Divisez par deux le flux de photons photosynthétiques (PPFD) par période d’éclairage. L’ILD devient 5,76 tandis que le DPV reste inchangé.

3. Supprimez un intervalle d’éclairage. L’analyseur rejette l’intervalle au lieu de renvoyer un total erroné.

4. Saisissez l’HR 0.5 . Elle est acceptée comme étant de 0,5 %, ce qui donne environ 3,15 kPa. Si vous vouliez indiquer 50 %, les contrôles de plage ne peuvent pas détecter cette erreur d'unité.

Les 12 tests fournis couvrent les valeurs de référence indépendantes arrondies, la saturation, les variations proportionnelles de lumière, le fractionnement des intervalles, les entrées invalides et la couverture manquante. Leur réussite ne constitue pas une validation pour une culture. Un DLI égal n'implique pas une croissance égale.

Poursuivez avec mesure de température et échantillonnage : identifiez les informations qui seraient perdues lors de la conversion des mesures réelles à ce format d'intervalle.