Le gaz qui nourrit

Le CO2 est un gaz très répandu: dans l'atmosphère, dans la fumée, dans les bulles des boissons pétillantes. Un de ses usages les plus fascinants, du moins de notre point de vue d'amateur de cannabis, c'est en tant que fertilisant capable d'accélérer la croissance des plantes. En augmentant le niveau de CO2 de l'air de trois à quatre fois par rapport à l'atmosphère, on peut arriver à doubler le rythme de croissance du cannabis et augmenter considérablement la production de têtes.

Le CO2 est un gaz très répandu: dans l'atmosphère, dans la fumée, dans les bulles des boissons pétillantes. Un de ses usages les plus fascinants, du moins de notre point de vue d'amateur de cannabis, c'est en tant que fertilisant capable d'accélérer la croissance des plantes. En augmentant le niveau de CO2 de l'air de trois à quatre fois par rapport à l'atmosphère, on peut arriver à doubler le rythme de croissance du cannabis et augmenter considérablement la production de têtes. 

Les engrais ne servent pas à grand chose si les plantes ne disposent pas de suffisamment de CO2

Le dioxyde de carbone (CO2) est un gaz inodore présent dans l'atmosphère à un pourcentage de 0,03-0,04% ou, ce qui revient au même, 300-400ppm (parts par million). Malgré qu'il ne représente qu'un millième de l'atmosphère, le dioxyde de carbone est un des éléments les plus importants pour la croissance du cannabis. Le carbone et l'oxygène représentent en effet près de 45% du poids des plantes. Toutefois, les deux éléments les plus abondants dans le monde végétal ne proviennent pas des fertilisants. Les plantes absorbent l'oxygène dans l'eau par les racines alors que le carbone est extrait du dioxyde de carbone contenu dans l'air.

Les plantes absorbent le CO2 contenu dans l'atmosphère à travers leurs estomacs, de petits pores ou orifices qui se trouvent dans les feuilles. Ceux-ci servent également à expulser l'oxygène qui est de trop lors de la photosynthèse. L'oxygène libéré par les plantes s'est accumulé dans l'atmosphère au fil de millions d'années, ce qui a permis l'expansion de la vie. Avant l'apparition de la photosynthèse, l'atmosphère terrestre ne contenait quasi pas d'oxygène, ce qui empêchait le développement de la vie animale. Ce sont les plantes qui ont rendu possible l'apparition des animaux et des êtres humains sur la terre.

La photosynthèse est un processus quasi magique par lequel les plantes profitent de l'énergie lumineuse pour créer de la matière organique à partir de matière inorganique. Elles absorbent l'énergie du soleil (ou des lampes de culture) par le biais de la chlorophylle et la convertissent en énergie chimique qui va produire du glucose en combinant le CO2 de l'air avec l'eau du sol. Le glucose est utilisé comme carburant et comme matière première à partir desquels les plantes vont produire des hydrates de carbone, des acides aminés, des protéines et de la cellulose nécessaires pour la fabrication des racines, des branches, des tiges, des fleurs et des feuilles.

Un contrôleur Unis conçu pour être connecté à une bouteille de CO2 et précalibré pour des locaux de culture de dimensions différentes

Le CO2 que les plantes absorbent provient de la respiration des animaux lorsqu'ils absorbent l'oxygène de l'air et libèrent le CO2, mais également de la décomposition des matières organiques, de l'activité volcanique (qui libère de grandes quantités de dioxyde de carbone) ou de tout type de combustion.

Il y a des millions d'années, quand il n'y avait pas encore d'animaux et que les végétaux étaient la seule vie sur terre, l'activité volcanique de la planète était beaucoup plus importante qu'aujourd'hui, ce qui rendait les taux de CO2 présents dans l'atmosphère beaucoup plus élevés, de trois à quatre fois plus qu'aujourd'hui. Les plantes se sont adaptées à vivre dans ces conditions sans aucun problème et leur taux de croissance était bien supérieur à celui d'aujourd'hui. Curieusement, les niveaux de CO2 dans l'atmosphérique ont commencé à baisser progressivement mais les plantes n'ont pas perdu leur capacité à survivre dans une atmosphère contenant beaucoup de CO2.

Les plantes de cannabis peuvent parfaitement bien pousser dans un environnement contenant une concentration de CO2 allant jusqu'à 1.500 ppm, quatre à cinq fois plus que la concentration atmosphérique normale. A partir de 2.000 ppm, le CO2 commence à devenir toxique pour les plantes et au-dessus de 4.000 ppm, pour les humains et les animaux.

A quoi sert le CO2?

Les ventilateurs sont fondamentaux pour que le CO2 soit maintenu en mouvement

Sans CO2 il n'y a pas de croissance même si les plantes disposent de lumière, d'eau et d'engrais, car s'il manque du CO2, la photosynthèse est stoppée. A l'air libre, l'approvisionnement en CO2 ne s'arrête jamais mais dans les cultures intérieures, c'est le cultivateur qui doit maintenir le niveau adéquat dans l'air. Dans un local de culture fermé et non ventilé, les plantes dévorent le CO2 en très peu de temps et quand il s'épuise ou que le niveau est trop bas, elles cessent leur activité et arrêtent de pousser.

Les extracteurs et intracteurs installés dans les locaux de culture ont une double fonction: expulser l'air chaud et le remplacer par de l'air frais afin que la température reste à des niveaux adéquats ainsi que maintenir un approvisionnement constant en CO2 pour que les plantes ne s'arrêtent pas de pousser. Le problème, c'est qu'en expulsant l'air chaud du local, les odeurs produites par les plantes de cannabis s'échappent également, ce qui peut attirer l'attention des voisins, des passants ou des forces de l'ordre. Etant donné que dans la plupart des pays d'Europe, il faut toujours rester discret pour cultiver du cannabis pour ne pas avoir de problème avec les autorités, il est crucial d'empêcher les odeurs cannabiques de sortir à l'extérieur. Pour y arriver, il y a deux méthodes: nettoyer l'air de leurs odeurs avec un filtre à charbon actif ou un générateur d'ozone, ou en créant un système de culture complètement fermé dans lequel l'air intérieur n'est pas remplacé par l'air extérieur. L'avantage de ce système réside dans le fait que si l'air ne sort pas du local de culture, les odeurs non plus, ce qui annule le risque que quelqu'un repère la culture à son odeur. Un filtre à charbon actif perd de sa capacité de filtrage avec le temps et les générateurs d'ozone peuvent s'estropier, dans les deux cas, cela représente de situations à risque car les odeurs pourraient s'échapper à l'extérieur.

Ce contrôleur Shiva est installé à la hauteur des têtes principales car c'est là qu'il faut les 1000 ppm de CO2. Le ventilateur souffle du haut vers le bas à partir du générateur HotBox alimenté par du propane

Lors de la conception d'un système de culture fermé, les cultivateurs sont confrontés au problème de maintien de la température et de la concentration de CO2. La température est contrôlée par un système d'air conditionné qui expulse la chaleur à l'extérieur sans extraire l'air de la culture. La concentration de CO2 est maintenue élevée grâce à de nouveaux apports en CO2 qui seront consommés par les plantes. Il existe de nombreux systèmes qui permettent d'introduire du CO2 dans le local de culture, chacun a ses avantages et ses inconvénients, et est adéquat dans un cas précis.

Niveau optimal de CO2

Si la concentration de dioxyde de carbone dans l'air passe en dessous de 300 ppm, ce qui est le taux normal de l'atmosphère, le rythme de croissance du cannabis ralenti. Si le cultivateur ne veut pas compromettre la production et la santé des plantes, il doit veiller à ne jamais passer en dessous de ce niveau.

Les plantes peuvent cependant tirer profit d'une concentration de CO2 plus élevée que celle de l'atmosphère. Comme expliqué auparavant, il y a des millions d'années, le niveau de CO2 et le rythme de croissance des plantes étaient de beaucoup supérieurs à aujourd'hui. Si le niveau de CO2 augmente, la croissance s'accélère et la production totale augmente.

Pour cette raison, l'ajout de CO2 dans le local de culture peut servir à deux choses: rétablir la consommation des plantes ou élever le niveau au dessus de la normale atmosphérique. Dans le premier cas, il s'agit de maintenir le niveau de croissance normale alors que les plantes vivent dans un système de culture où les gaz ne sont pas remplacés par d'autres venant de l'extérieur. Dans le second cependant, on peut obtenir des taux de croissance bien supérieurs à la normale.

Contrôleur de CO2 muni d'une sonde Superpro

Les différentes sources d'information et les cultivateurs ne sont pas encore tombés d'accord sur quel serait le niveau parfait de CO2 pour obtenir la meilleure croissance et la meilleure production de cannabis. Normalement, on dit que le niveau optimal est de 1.500 ppm mais certaines voix recommandent de ne pas dépasser les 1.000 à 1.200 ppm. 

Quelques conseils

Un niveau de CO2 élevé force les plantes à pousser plus vite. Pour cela, il faut qu'elles soient en bonne santé, aient un réseau radiculaire bien établi, elles doivent disposer d'eau, de lumière et de nutriments. Si les plantes, sont faibles ou malades, il ne faut pas ajouter de CO2 car cela ne fera qu'accélérer les problèmes.

Quand la croissance va s'accélérer, les plantes vont avoir besoin de plus d'eau, de nutriments plus concentrés et de fertilisations plus fréquentes afin de rester en bonne santé et ne souffrir d'aucune carence. C'est pour cela qu'il est si important qu'elles soient en bonne santé et aient un bon réseau radiculaire, afin d'être capables d'ingérer tous les nutriments supplémentaires dont elles vont avoir besoin.

Les générateurs GEN de Superpro n'ont pas de flamme-veilleuse, permettent de régler le flux de CO2 et coupent l'arrivée de gaz automatiquement s'ils se renversent ou tombent accidentellement

Le CO2 est plus lourd que l'air et a tendance à se déposer au sol du local. Pour cette raison, il vaut mieux installer le générateur de CO2 au dessus des plantes et le plus près possible, de manière à ce que le CO2 tombe sur les pots comme une douche. Une autre bonne méthode est de fixer un ventilateur juste avant la sortie du CO2 pour le distribuer dans toute la culture.

La température idéale pour la croissance du cannabis augmente avec l'augmentation du taux de CO2. Si en temps normal, il convient de maintenir le local à 24-25°C, avec un CO2 au dessus de 1000 ppm, on peut l'augmenter à 29°C sans problème, ce qui réduit considérablement les problèmes liés au refroidissement des locaux, surtout l'été.

Les niveaux élevés de CO2 ne sont utiles que pendant la journée, quand a lieu la photosynthèse. Pendant la nuit, il faut éteindre le générateur pour que la concentration de CO2 revienne au niveau normal de l'atmosphère. De nombreux régulateurs sont équipés d'une cellule photoélectrique qui détectent le moment où on éteint les lumières et coupent la production de CO2.

Systèmes pour ajouter le CO2

Les cultivateurs peuvent acheter du CO2 en bouteille ou sous forme de glace sèche pour le libérer dans le local de culture ou alors le produire d'une des manières suivantes: en brûlant des combustibles fossiles comme le gaz naturel, par la fermentation de sucres à l'aide de levures, par la décomposition de matières organiques comme les champignons ou au travers de processus chimiques comme par exemple la combinaison de bicarbonate avec du vinaigre. 

Chacun de ces systèmes a des avantages et des inconvénients concrets qui fait qu'ils ne conviennent pas tous dans n'importe quelles conditions. En général, les locaux de culture de plus petite taille sont ceux qui profitent le mieux de systèmes à faible production de CO2 comme la fermentation ou les processus chimiques, tandis que la combustion de matières fossiles est le système le plus répandu dans les grandes cultures car il permet de produire autant de dioxyde de carbone que nécessaire.

CO2 en bouteille

Un des systèmes les plus commodes et les plus sûrs. Le CO2 s'achète en bouteilles métalliques comme celles utilisées dans les bars pour les pompes à bière. Les bouteilles doivent être branchées à un doseur muni d'une valve électrique qui elle-même est branchée à une minuterie qui va ouvrir la valve pendant un temps déterminé plusieurs fois par jour ou à un régulateur qui mesure la concentration de CO2 dans l'air et libérera du CO2 en fonction des besoins. Les systèmes à minuterie doivent être précalibrés en fonction des dimensions du local de culture pour que le cultivateur n'ait plus qu'à le régler en fonction de la position et des dimensions de sa plantation. Les systèmes avec mesureur/régulateur sont plus précis, mais plus chers. Ils mesurent la concentration réelle de CO2 dans l'air et l'ajuste au niveau désiré de manière automatique, indépendamment de la taille de la plantation.

Un mesureur de CO2 permet de contrôler les fluctuations de la concentration tout au long de la journée, et de configurer le générateur de CO2 et l'extraction afin de maintenir un niveau constant

En général, les systèmes de CO2 en bouteille sont bien adaptés pour les petits placards de culture où il n'y a pas besoin de grandes quantités de CO2. Ils sont le grand avantage de disposer de CO2 déjà fait qu'il suffit de libérer. D'autre part, l'inconvénient réside dans le fait que ces bouteilles sont lourdes, attirent l'attention, qu'il faut les remplir périodiquement, qu'elles sont chères, ne durent pas longtemps et qu'il faut en plus un régulateur à valve électrique, ce qui rend ce système encore plus cher. 

Générateurs de CO2 par combustion

Les systèmes les plus courants pour générer du CO2 sont les brûleurs de combustibles fossiles comme le propane, le butane, le gaz naturel ou l'alcool. En réalité, tout combustible qui crée une flamme bleue, blanche ou incolore peut servir (une flamme jaune, orangée ou rougeâtre indique une combustion incomplète et donc, produit du monoxyde de carbone, un gaz toxique pour les plantes et les personnes). Le principal avantage des brûleurs pour la production de CO2 est qu'ils fabriquent tout le gaz nécessaire au moment voulu, y compris pour des cultures plus grandes. Les inconvénients sont divers: la combustion comporte toujours un risque d'incendie, comme tout appareil qui fonctionne avec du gaz inflammable et du feu. Les modèles actuels sont munis de systèmes de sécurité qui coupent le flux de gaz immédiatement en cas de problème mais il peut toujours arriver un imprévu. Quand on brûle du gaz, en plus du CO2, on obtient de la chaleur et de la vapeur d'eau. Le cultivateur doit en tenir compte car il va devoir refroidir un peu plus le local et chercher un système adapté pour éviter que l'humidité ambiante ne soit trop élevée car cela pourrait provoquer l'apparition de champignons dans les têtes. Aux Etats Unis et au Canada, on commence à commercialiser des générateurs de CO2 refroidi à l'eau qui permettent de profiter d'un apport constant en CO2 sans élever la température du local de culture. Nous espérons les voir bientôt dans tous nos growshops locaux. 

Avec 1000 ppm de CO2, le rythme de croissance peut être doublé

Un autre aspect négatif de ces systèmes est son prix élevé. Les brûleurs sont chers mais les régulateurs/doseurs encore plus; un système de combustion comme le HotBox avec un régulateur tel que le Shiva coûte environ 1.500 euros, c'est énorme pour la majorité des petits cultivateurs amateurs.

Récemment, on a vu des générateurs de CO2 sans flamme-veilleuse qui répondent aux préoccupations de nombreux cultivateurs qui ne sont pas à l'aise avec une petite flamme qui reste allumée en permanence dans le local de culture.

Combien de CO2 est nécessaire

Même si la plupart des systèmes de génération de CO2 sont munis pour réguler la production de gaz automatiquement de manière à ce que le cultivateur n'ait plus qu'à indiquer la taille de son local de culture et la concentration de CO2 souhaitée dans l'environnement des plantes, il est toujours préférable de savoir comment se calcule la quantité de CO2 qu'il faut apporter à son local de culture et combien en génère chaque système.

Nous allons prendre comme exemple un local de culture aux mesures suivantes: 3 x 3 x 3 mètres. Le volume de l'air est donc de 27m" (3x3x3=27).

Le contrôleur Evolution dispose d'une sonde qui permet de mesurer le CO2 juste à l'endroit des têtes.

Si on veut obtenir une concentration de 1000 ppm de CO2, tenant compte que l'air en contient déjà 300 ppm, on va devoir y ajouter 700 ppm. Pour calculer le nombre de mètres cubes de CO2 que nous allons devoir y apporter, il faut multiplier le volume du local de culture par 0,0007 (700/1.000.000). C'est-à-dire, 27m3 x 0,0007 = 0,0189 m". Pour simplifier ces calculs et ne pas se compliquer la tâche avec quantités de décimales, on va arrondir ce chiffre à 0,02 m3 (20 litres). Mille grammes de CO2 à la pression atmosphérique occupent 0,5 m3. Donc, 0,02 m3 égalent à 40 grammes de CO2 [(0,02 x 1000)/0,5].

Et maintenant, combien de gaz faut-il brûler pour produire 40 grammes de CO2? La combustion d'un kilo de propane, de butane ou de gaz naturelle génère 11.000 kilocalories, 3 kilos de CO2 et 1,5 kilos de vapeur d'eau. C'est-à-dire que chaque gramme de gaz génère 3 grammes de CO2. Donc, pour produire 40 grammes de CO2, il faut brûler 13,3 grammes de propane ou autre gaz similaire.

Si au lieu de brûler du gaz, on utilise des bouteilles de CO2 comprimé, il faut ouvrir les bouteilles jusqu'à ce qu'elles aient perdu les 40 grammes que nous souhaitons ajouter à l'air du local de culture.

Dans cette culture, le ventilateur est dirigé vers le toit et a une double fonction: refroidir la pompe et soulever le CO2 qui tombe dans la partie la plus basse du local

Combien de temps dure ce CO2? Dans une culture fermée, sans échange de gaz avec l'extérieur, on peut calculer que la concentration passe de plus de 1000 ppm à moins de 300 ppm en trois ou quatre heures, même si le temps exacte dépend de la densité de la plantation, de la taille des plantes ainsi que de la phase de culture. Logiquement, dans un local de culture plus grand avec peu de plantes de petites tailles, le CO2 durera plus longtemps que dans un petit placard rempli de grandes plantes. C'est pour ça que les meilleurs systèmes sont ceux munis d'un mesureur/régulateur qui commande le générateur pour qu'il s'allume seulement quand le niveau de CO2 a trop baissé et s'éteint lorsque le niveau désiré est atteint, et évitent en même temps d'atteindre des niveaux préjudiciables pour les plantes. 

CO2Boost: le CO2 sans complication

Le CO2Boost est un produit ingénieux qui permet de fertiliser avec du CO2 les petites armoires de culture pour peu de frais et sans nécessité d'installer des appareils complexes et coûteux. Le principe est semblable au système maison pour la génération de CO2 par fermentation de levures mais beaucoup plus simple. Les fabricants de CO2Boost ont élaboré un mélange de nutriments dans lequel pousse une variété déterminée de champignons qui produisent du CO2. Ce champignon, qui n'attaque pas les plantes et ne favorise pas l'apparition de maladies, croît lentement et libère du CO2 de manière constante durant toute la culture. Il ne produit pas de chaleur et ne dégage pas de mauvaises odeurs. Il consomme un peu d'électricité, juste ce qu'il faut pour faire fonctionner une petite pompe à air qui va extraire le CO2 du cube où pousse le champignon et le dirige au moyen d'un petit tube sur les pots où se trouvent les plantes.

Le CO2Boost dure jusqu'à 60 jours s'il est utilisé de manière continue mais s'il est connecté à un programmateur qui allume la pompe uniquement pendant les heures de lumière, il peut durer de 75 à 90 jours. Le fabricant indique que les CO2Boost est suffisant pour un local de culture de 0,5 à 6 m2.

Systèmes maison de génération de CO2

Au fil des ans, les cultivateurs ont inventés divers systèmes maison pour générer du CO2 dans leurs locaux de culture. Toutes ces inventions fonctionnent dans le sens où elles produisent du CO2 mais dans de nombreux cas, en quantités très faibles qui ne donnent pas d'effet notable, sauf dans les locaux de culture très petits. 

Eau/sucre/levure: la Saccharomyces cerevisiae est la levure qu'on utilise généralement pour faire du pain, du vin ou de la bière. Il suffit de mélanger l'eau, le sucre et la levure dans un récipient pour lancer le processus. Pendant la fermentation, la levure mange le sucre et excrète de l'alcool et du CO2 à parts égales. L'avantage d'utiliser de la levure pour produire du CO2 est que le processus se poursuit pendant une semaine ou deux sans que le cultivateur n'ait autre chose à faire de plus.

Un kilo de sucre fermenté produit un demi kilo de CO2 et un demi kilo d'alcool. Un demi kilo de CO2 équivaut à 0,25 m3 de CO2. Dans l'exemple du local de culture de 3x3x3 m, nous avons vu qu'il fallait 0,02 m3 de CO2 pour élever le niveau de CO2 à une concentration de 1000 ppm. Sachant que les plantes vont consommer du CO2 et qu'une partie va s'échapper par les fentes et autres ouvertures du local de culture, on peut estimer qu'il faudra au moins trois fois plus chaque jour, c'est-à-dire 0,06 m3 (60 litres) de CO2. Comme la fermentation va durer entre une semaine et dix jours, on va pouvoir préparer le mélange d'eau et de sucre correspondant au CO2 nécessaire pour ces 10 jours (10x0,06=0,6 m3). Si un demi kilo de sucre donne 0,25 m3, une simple règle de 3 va nous indiquer que pour obtenir 0,6 m3, il va nous falloir 1,2 kg de sucre. Le sucre doit être dilué dans l'eau à raison de quatre litres par kilo, auquel on va ajouter une petite cuillère de levure de boulanger ou de bière. Attention, la levure chimique ne convient pas, il faut une levure vivante. Les semaines suivantes, on peut remplacer la levure en poudre par une tasse du mélange fermenté précédent car les levures sont toujours actives et accélèrent le processus.

Les bulles qui apparaissent dans le mélange indiquent qu'il produit du CO2. Quand il n'y a plus de sucre ou que le niveau d'alcool devient trop élevé, les levures meurent, les bulles cessent et c'est le moment de jeter le mélange.

Bicarbonate/vinaigre: la combinaison de ces deux produits domestiques produit une réaction chimique instantanée qui libère du CO2. Cette réaction ayant lieu instantanément, si on mélange tout le bicarbonate avec tout le vinaigre d'un coup, on produit tout le CO2 en une fois. Pour obtenir une production continue, il faut juste un peu d'imagination pour concevoir un système simple composé d'un récipient rempli de bicarbonate de soude et d'une bouteille de vinaigre qui va lentement lâcher des gouttes sur le bicarbonate.

En mélangeant 50 ml de vinaigre avec 4 grammes de bicarbonate de soude, on produit environ un litre de CO2. Si on veut produire 60 litres par jour pour notre exemple de local de culture, on aura besoin de 250 g de bicarbonate dans le récipient sur lequel on laissera goutter 3 litres de vinaigre, tous les jours.

Glace sèche: le CO2 congelé s'appelle de la glace sèche ou neige carbonique. On l'utilise pour la réfrigération car sa température est très basse (-78°C) et a une caractéristique bizarre, celle de passer de l'état solide à du gaz sans laisser aucun résidu humide. Celui qui a accès à cette glace sèche peut l'utiliser pour augmenter la concentration de CO2 dans l'air. Il faut environ 25 grammes de glace sèche par jour et par mètre cube du local de culture. Ainsi, pour notre local de 3x3x3 m, il faudra 675 grammes (27m3x25g) de glace sèche tous les jours. Pour que la glace dégèle lentement, au long des 12 heures de lumière, on peut la mettre dans un récipient isolé comme une boite de polystyrène expansé munie de trous par lequel le CO2 va pouvoir s'échapper. 

Visiter la plantation: quand nous respirons, nous exhalons une grande quantité de CO2. Quand nous sommes à l'intérieur du local de culture, à l'aide d'un mesureur de la concentration de CO2 dans l'air, on peut observer que le niveau ni baisse ni augmente. Il y a quelques années, une étude scientifique a été réalisée qui a confirmé que les plantes poussent plus vite quand on leur parle. Cela s'explique par le fait qu'elles reçoivent plus de CO2 grâce aux exhalaisons du jardinier. Quand on fait des exercices, on produit considérablement plus de CO2, ainsi, si vous faites des abdos tous les jours, faites-les à l'intérieur de votre local de culture, vous fertiliserez ainsi vos plantes!