aquaponics
8.3 Boucle de distillation/dessalement
Dans les systèmes aquaponiques découplés, il y a un flux unidirectionnel du RAS vers l’unité hydroponique. Dans la pratique, les plantes prennent de l’eau fournie par le RAS, qui, à son tour, est complétée d’eau fraîche (c’est-à-dire du robinet ou de la pluie). L’écoulement nécessaire de l’unité RAS est égal à la différence entre l’eau sortant du système HP via les installations (et via l’unité de distillation) et l’eau entrant dans l’unité hydroponique du réacteur de minéralisation, si le système comprend un réacteur (figure 8.
· Aquaponics Food Production Systems8.2 Boucle de minéralisation
Dans le RAS, les boues solides et riches en nutriments doivent être retirées du système pour maintenir la qualité de l’eau. En ajoutant une boucle supplémentaire de recyclage des boues, les déchets RAS accumulés peuvent être convertis en éléments nutritifs dissous pour être réutilisés par les plantes plutôt que rejetés (Emerenciano et al., 2017). Dans les bioréacteurs, les micro-organismes peuvent décomposer cette boue en nutriments biodisponibles, qui peuvent ensuite être livrés aux plantes (Delaide et al.
· Aquaponics Food Production Systems8.1 Introduction
Comme nous l’avons vu dans les chapitres 5 et 7, les systèmes aquaponiques à boucle unique sont bien étudiés, mais ces systèmes ont une efficacité globale sous-optimale (Goddek et al. 2016 ; Goddek et Keesman 2018). Au fur et à mesure que l’aquaponie évolue jusqu’à la production industrielle, l’accent a été mis sur l’augmentation de la viabilité économique de ces systèmes. L’une des meilleures opportunités d’optimiser la production en termes de rendement de récolte peut être réalisée en découplant les composants dans un système aquaponique afin d’assurer des conditions de croissance optimales pour les poissons et les plantes.
· Aquaponics Food Production Systems7.9 Quelques avantages et inconvénients de l'aquaponie couplée
La discussion qui suit révèle un certain nombre d’avantages et de défis clés de l’aquaponie couplée, comme suit : Pro : Les systèmes aquaponiques couplés présentent de nombreux avantages pour la production alimentaire, en particulier pour économiser des ressources à différentes échelles de production et sur un large éventail de régions géographiques. L’objectif principal de ce principe de production est l’utilisation la plus efficace et la plus durable des ressources rares telles que les aliments pour animaux, l’eau, le phosphore comme nutriment végétal limité et l’énergie.
· Aquaponics Food Production Systems7.8 Problèmes de planification et de gestion du système
L’aquaponie couplée dépend des éléments nutritifs qui sont fournis par les unités de poisson, soit un RAS commercial intensif ou des réservoirs stockés dans des conditions étendues dans des exploitations plus petites. La densité des poissons dans ce dernier est souvent d’environ 15—20 kg/msup3/sup (tilapia, carpe), mais la production étendue de poisson-chat africain peut être plus élevée jusqu’à 50 kg/msup3/sup. Ces différentes densités d’ensemencement ont une influence importante sur les flux nutritifs et la disponibilité des nutriments pour les plantes, sur l’exigence de contrôle et d’ajustement de la qualité de l’eau ainsi que sur les pratiques de gestion appropriées.
· Aquaponics Food Production Systems7.7 Choix de poissons et de plantes
7.7.1 Production de poisson En aquaponie commerciale à plus grande échelle, la production de poissons et de plantes doit répondre à la demande du marché. La production de poissons permet la variation des espèces, en fonction de la conception du système et des marchés locaux respectifs. Le choix des poissons dépend également de leur impact sur le système. On peut éviter la production problématique de poissons aquaponiques couplés en raison de concentrations insuffisantes d’éléments nutritifs, affectant négativement la santé des poissons.
· Aquaponics Food Production Systems7.6 Aquaponique d'eau saline/saumâtre
Un domaine de recherche relativement nouveau est l’évaluation des différentes salinités de l’eau de procédé pour la croissance des plantes. Étant donné que la demande d’eau douce dans le monde est en constante augmentation et à des prix élevés, une certaine attention a été accordée à l’utilisation des ressources en eau saline/saumâtre pour l’agriculture, l’aquaculture et aussi l’aquaponie. L’utilisation de l’eau saumâtre est importante car de nombreux pays comme Israël ont des ressources en eau saumâtre souterraine, et plus de la moitié de l’eau souterraine du monde est saline.
· Aquaponics Food Production Systems7.5 Mise à l'échelle des systèmes aquaponiques couplés
Les systèmes aquaponiques couplés typiques vont des systèmes de petite à moyenne échelle et de plus grande taille (Palm et al., 2018). La mise à l’échelle reste l’un des défis à relever à l’avenir, car elle nécessite des essais minutieux des combinaisons possibles de poissons et de plantes. Les tailles d’unité optimales peuvent être répétées pour former des systèmes à unités multiples, indépendamment de l’échelle de production. Selon Palm et al.
· Aquaponics Food Production Systems7.4 Unité de l'aquaculture
Les bassins d’élevage (taille, nombre et conception) sont sélectionnés en fonction de l’échelle de production et des espèces de poissons utilisées. Rakocy et al. (2006) ont utilisé quatre grands bassins d’élevage pour la production commerciale d’O. niloticus dans le système aquaponique UVI (États-Unis). Avec la production d’espèces de poissons omnivores ou piscivores, comme C. gariepinus, plusieurs réservoirs devraient être utilisés en raison du tri des classes de taille et de la production échelonnée (Palm et al.
· Aquaponics Food Production Systems7.3 Aquaponie couplée : conception générale du système
Le principe de l’aquaponie couplée combine trois classes d’organismes : (1) les organismes aquatiques, (2) les bactéries et (3) les plantes qui bénéficient les unes des autres dans un plan d’eau fermé recirculé. L’eau sert de moyen de transport des nutriments, principalement à partir des déchets de poisson dissous, qui sont transformés en nutriments pour la croissance des plantes par les bactéries. Ces bactéries (par exemple Nitrosomonas spec., Nitrobacter spec.) oxydent l’ammonium en nitrite et finalement en nitrate.
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