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5.3 Principes généraux
Même si la définition de l’aquaponie n’a pas été entièrement résolue, certains principes généraux sont associés à la vaste gamme de méthodes et de technologies aquaponiques. L’utilisation optimale et efficace des nutriments ajoutés au système aquaponique pour produire les deux principaux produits de l’entreprise (c.-à-d. la biomasse des poissons et des plantes) est un premier principe important et partagé associé à la technologie (Rakocy et Hargreaves 1993 ; Delaide et al.
· Aquaponics Food Production Systems5.2 Définition de l'aquaponie
L’aquaponie s’inscrit dans la définition plus large des systèmes agro-aquacoles intégrés (IAAS). Cependant, l’IAAS applique de nombreuses technologies de production d’animaux et de plantes aquatiques dans de nombreux contextes, tandis que l’aquaponie est beaucoup plus étroitement associée à l’intégration des technologies de pisciculture en réservoir (p. ex. systèmes d’aquaculture en recirculation ; RAS) avec les technologies de culture végétale aquatique ou hydroponique ( Lennard 2017). Les technologies RAS appliquent des méthodes conservées et normalisées pour la culture du poisson dans des bassins avec filtration appliquée pour contrôler et modifier la chimie de l’eau afin de le rendre adapté au poisson (c.
· Aquaponics Food Production Systems5.1 Introduction
L’aquaponie est une technologie qui est un sous-ensemble d’une approche agricole plus large connue sous le nom de systèmes agro-aquacoles intégrés (IAAS) (Gooley et Gavine, 2003). Cette discipline consiste à intégrer les pratiques aquacoles de différentes formes et styles (principalement l’élevage de poissons à nageoires) à la production agricole végétale. La raison d’être des systèmes agro-aquacoles intégrés est de tirer parti des ressources partagées entre l’aquaculture et la production végétale, comme l’eau et les nutriments, pour développer et réaliser des pratiques de production primaire économiquement viables et écologiquement plus durables (Gooley et Gavine, 2003).
· Aquaponics Food Production Systems4.5 Désinfection de la solution nutritive recirculante
Pour réduire au minimum le risque de propagation d’agents pathogènes transmis par le sol, la désinfection de la solution nutritive en circulation est nécessaire (Postma et al., 2008). Le traitement thermique (Runia et al., 1988) a été la première méthode utilisée. Van Os (2009) a donné un aperçu des méthodes les plus importantes et un résumé est présenté ci-dessous. La recirculation de la solution nutritive ouvre des possibilités d’économiser de l’eau et des engrais (Van Os 1999).
· Aquaponics Food Production Systems4.4 Physiologie végétale
4.4.1 Mécanismes d’absorption Parmi les principaux mécanismes impliqués dans l’alimentation des plantes, le plus important est l’absorption qui, pour la majorité des nutriments, se fait sous forme ionique suite à l’hydrolyse des sels dissous dans la solution nutritive. Les racines actives sont l’organe principal de la plante impliqué dans l’absorption des nutriments. Les anions et les cations sont absorbés par la solution nutritive et, une fois à l’intérieur de la plante, ils provoquent la sortie des protons (HSUP+/SUP) ou des hydroxyles (OHSUP-/SUP), ce qui maintient l’équilibre entre les charges électriques (Haynes 1990).
· Aquaponics Food Production Systems4.3 Types de systèmes hydroponiques selon la distribution de l'eau et des éléments nutritifs
4.3.1 Technique d’écoulement profond (DFT) La technique d’écoulement profond (DFT), également connue sous le nom de technique d’eau profonde, consiste à cultiver des plantes sur des supports flottants ou suspendus (radeaux, panneaux, planches) dans des récipients remplis de solution nutritive de 10 à 20 cm (Van Os et al., 2008) (figure 4.3). Dans AP, cela peut aller jusqu’à 30 cm. Il existe différentes formes d’application qui peuvent être distinguées principalement par la profondeur et le volume de la solution, et les méthodes de recirculation et d’oxygénation.
· Aquaponics Food Production Systems4.2 Systèmes sans sol
Les recherches intenses menées dans le domaine de la culture hydroponique ont conduit au développement d’une grande variété de systèmes de culture (Hussain et al. 2014). Sur le plan pratique, tous ces éléments peuvent également être mis en œuvre en combinaison avec l’aquaculture ; toutefois, à cette fin, certains sont plus appropriés que d’autres (Maucieri et al., 2018). La grande variété de systèmes qui peuvent être utilisés nécessite une catégorisation des différents systèmes sans sol (tableau 4.
· Aquaponics Food Production Systems4.1 Introduction
Dans la production horticole, la définition « culture sans sol » englobe tous les systèmes qui fournissent la production végétale dans des conditions sans sol où l’approvisionnement en eau et en minéraux est effectué dans des solutions nutritives avec ou sans milieu de culture (par exemple laine de pierre, tourbe, perlite, ponce, noix de coco fibres, etc.). Les systèmes de culture sans sol, communément appelés systèmes hydroponiques, peuvent être divisés en systèmes ouverts, où la solution nutritive excédentaire n’est pas recyclée, et en systèmes fermés, où l’excès de nutriments provenant des racines est recueilli et recyclé dans le système (figure 4.
· Aquaponics Food Production Systems3.6 RAS et Aquaponie
Les systèmes aquaponiques sont une branche de la technologie de recirculation de l’aquaculture dans laquelle les cultures végétales sont incluses soit pour diversifier la production d’une entreprise, fournir une capacité supplémentaire de filtration de l’eau, soit une combinaison des deux. En tant que branche du RAS, les systèmes aquaponiques sont liés aux mêmes phénomènes physiques, chimiques et biologiques qui se produisent dans le RAS. Par conséquent, les mêmes principes fondamentaux de l’écologie de l’eau, de la mécanique des fluides, du transfert de gaz, de la dépuration de l’eau, etc.
· Aquaponics Food Production Systems3.5 Défis d'évolutivité dans le SAR
Les SAR sont des opérations à forte intensité de capital et nécessitent des dépenses financières élevées pour l’équipement, l’infrastructure, les systèmes de traitement des influents et des effluents, l’ingénierie, la construction et la gestion. Une fois la ferme RAS construite, le fonds de roulement est également nécessaire jusqu’à ce que les récoltes et les ventes réussissent. Les dépenses opérationnelles sont également importantes et comprennent principalement des coûts fixes tels que le loyer, les intérêts sur les prêts, l’amortissement et les coûts variables tels que les aliments pour poissons, les semences (alevins ou œufs), la main-d’œuvre, l’électricité, l’oxygène technique, les tampons de pH, l’électricité, les ventes/commercialisation, les coûts d’entretien, etc.
· Aquaponics Food Production Systems