13.1 Introduction
Les aliments aquatiques sont reconnus comme bénéfiques pour la nutrition et la santé humaines et joueront un rôle essentiel dans l’alimentation saine et durable à l’avenir (Beveridge et coll., 2013). Pour y parvenir, le secteur mondial de l’aquaculture doit contribuer à accroître la quantité et la qualité des stocks de poissons d’ici 2030 (Thilsted et al., 2016). Cette croissance devrait être favorisée non seulement par l’augmentation de la production et/ou du nombre d’espèces, mais aussi par la diversification des systèmes. Cependant, le poisson provenant de l’aquaculture n’a été inclus que récemment dans le débat sur la sécurité alimentaire et la nutrition (FSN) et dans les stratégies et politiques futures, démontrant le rôle important de cette production dans la prévention de la malnutrition à l’avenir (Bénét et al. 2015), étant donné que le poisson constitue une bonne source de protéines et graisses insaturées, ainsi que des minéraux et des vitamines. Il est important de noter que de nombreux pays africains font la promotion de l’aquaculture comme réponse à certains de leurs défis actuels et futurs en matière de production alimentaire. Même en Europe, l’offre de poisson n’est pas autosuffisante à l’heure actuelle (avec un déséquilibre de l’offre et de la demande intérieures) et dépend de plus en plus des importations. Par conséquent, assurer le développement réussi et durable de l’aquaculture mondiale est un programme impératif pour l’économie mondiale et européenne (Kobayashi et al., 2015). La durabilité est généralement nécessaire pour montrer trois aspects clés : l’acceptabilité environnementale, l’équité sociale et la viabilité économique. Les systèmes aquaponiques offrent une opportunité d’être durables, en combinant les systèmes de production animale et végétale d’une manière rentable, respectueuse de l’environnement et socialement bénéfique. Pour Staples et Funge-Smith (2009), le développement durable est l’équilibre entre le bien-être écologique et le bien-être humain, et dans le cas de l’aquaculture, une approche écosystémique n’a été considérée que récemment comme un domaine prioritaire de recherche.
L’aquaculture a été le secteur de la production alimentaire qui a connu la croissance la plus rapide au cours des 40 dernières années (Tveterås et al., 2012), étant l’une des activités agricoles les plus prometteuses pour répondre aux besoins alimentaires mondiaux à court terme (Kobayashi et al., 2015). Les statistiques de la production totale de l’aquaculture (FAO 2015) révèlent un accroissement annuel de la production mondiale de 6%, ce qui devrait fournir jusqu’à 63% de la consommation mondiale de poisson d’ici 2030 (FAO 2014), pour une population estimée à neuf milliards de personnes en 2050. Dans le cas de l’Europe, l’augmentation prévue est observée non seulement dans le secteur maritime, mais aussi dans les produits produits terrestres. Parmi les défis attendus pour la croissance de l’aquaculture au cours des prochaines années, mentionnons la réduction de l’utilisation d’antibiotiques et d’autres traitements pathologiques, le développement de systèmes et d’équipements aquacoles efficaces, ainsi que la diversification des espèces et une durabilité accrue dans le
secteur de la production animale et de l’utilisation des aliments pour animaux. Le passage de la farine de poisson (FM) dans les aliments pour animaux à d’autres sources de protéines est également un défi important, de même que le rapport « poisson dans le poisson ». Il existe une longue histoire, remontant aux années 1960, de promouvoir la croissance du secteur aquacole vers une durabilité adéquate, y compris l’encouragement à adapter et à créer de nouvelles formules alimentaires plus durables, à réduire les déversements d’aliments et à réduire le ratio de conversion alimentaire (RCA). Bien que l’aquaculture soit reconnue comme étant le secteur de la production animale le plus efficace, par rapport à la production animale terrestre, il y a encore lieu d’améliorer l’efficacité des ressources, la diversification des espèces ou des méthodes de production, et, en outre, d’adopter une approche écosystémique en tenant compte de l’efficacité des ressources, de la diversification des espèces ou des méthodes de production. tirer pleinement parti du potentiel biologique des organismes et tenir dûment compte des facteurs environnementaux et sociétaux (Kaushik, 2017). Cette croissance de la production aquacole devra être soutenue par une augmentation de la production alimentaire totale prévue. Environ trois millions de tonnes supplémentaires d’aliments devront être produites chaque année pour soutenir la croissance de l’aquaculture prévue d’ici 2030. En outre, le remplacement de la farine de poisson et de l’huile de poisson (FO) par des substituts végétaux et terrestres est nécessaire, ce qui nécessite des recherches essentielles sur les aliments de préparation pour l’élevage.
Les industries animales et aquafeed font partie d’un secteur de production mondial, qui est également au centre des futures stratégies de développement. L’enquête annuelle d’Alltech (Alltech 2017) révèle que la production totale d’aliments pour animaux a atteint 1 milliard de tonnes métriques, avec une augmentation de 3,7 % de la production par rapport à 2015 malgré une diminution de 7 % du nombre d’usines d’aliments pour animaux. La Chine et les États-Unis ont dominé la production en 2016, représentant 35 % de la production mondiale d’aliments pour animaux. L’enquête indique que les 10 premiers pays producteurs comptent plus de la moitié des usines mondiales d’aliments pour animaux (56 %) et représentent 60 % de la production totale d’aliments pour animaux. Cette concentration dans la production signifie que bon nombre des ingrédients clés traditionnellement utilisés dans les formulations pour les aliments pour l’aquaculture commerciale sont des produits commercialisés à l’échelle internationale, ce qui soumet la production aquafée à toute volatilité du marché mondial. Par exemple, le prix de la farine de poisson devrait doubler d’ici 2030, tandis que l’huile de poisson devrait augmenter de plus de 70 % (Msangi et al., 2013). Cela illustre l’importance de réduire la quantité de ces ingrédients dans les aliments pour poissons tout en augmentant l’intérêt et la concentration sur les sources nouvelles ou alternatives (García-Romero et al. 2014a, b ; Robaina et al., 1998, 1999 ; Terova et al., 2013 ; Torrecillas et al., 2017).
Alors que de nouvelles plates-formes offshore ont été développées pour la production aquacole, l’accent est également mis sur les systèmes d’aquaculture en recirculation marine et en eau douce (RAS), car ces systèmes utilisent moins d’eau par kg d’aliments pour poissons utilisés, ce qui augmente la production de poissons tout en réduisant les impacts environnementaux de aquaculture, y compris la réduction de l’utilisation de l’eau (Ebeling et Timmons, 2012 ; Kingler et Naylor, 2012). Le RAS peut être intégré à la production végétale dans les systèmes aquaponiques, qui s’intègrent facilement aux modèles de systèmes alimentaires locaux et régionaux (voir chap. 15) qui peuvent être pratiqués dans les grands centres de population ou à proximité (Love et al., 2015a). L’eau, l’énergie et les aliments pour poissons sont les trois principaux intrants physiques pour les systèmes aquaponiques (Love et al. 2014, 2015b). Environ 5 % des aliments ne sont pas consommés par les poissons d’élevage, tandis que les 95 % restants sont ingérés et digérés (Khakyzadeh et al., 2015). De cette part, 30 à 40 % sont conservées et converties en nouvelle biomasse, tandis que la
Développement des aliments aquaponiques et bioéconomie circulaire
Fig. 13.1 Représentation schématique d’une approche multidisciplinaire pour valoriser localement les bio-sous-produits pour les régimes aquaponiques. (Basé sur « R+D+I vers le développement aquaponique dans les îles ultrapériphériques et l’économie circulaire » ; projet ISLANDAP, Interreg MAC/1.1A/2072014-2019)
60 à 70 % restants sont libérés sous forme de fèces, d’urine et d’ammoniac (FAO 2014). En moyenne, 1 kg d’aliments pour animaux (30 % de protéines brutes) libère à l’échelle mondiale environ 27,6 g de N et 1 kg de biomasse de poisson libère environ 577 g de DBO (demande biologique d’oxygène), 90,4 g de N et 10,5 g de P (Tyson et al., 2011).
L’aquaponie est actuellement un secteur de petite taille mais en croissance rapide qui est clairement adapté pour tirer parti des défis politiques et socio-économiques suivants : 1) les produits aquatiques répondent aux besoins en matière de sécurité alimentaire et de nutrition, 2) les régions autosuffisantes pour les poissons sont établies dans le monde entier, 3) l’aquaculture est un secteur clé, mais la production mondiale d’ingrédients et d’aliments pour animaux fait l’objet d’une attention particulière, 4) l’innovation dans l’agriculture favorise la biodiversité de manière plus durable et dans le cadre de l’économie circulaire et 5) il y a une plus grande prise en charge des aliments produits localement. Ces aspects s’inscrivent dans le cadre des recommandations de l’Union internationale pour la conservation de la nature (Le Gouvello et al. 2017), qui s’est penchée sur la durabilité de l’aquaculture et des aliments pour poissons, qui a recommandé que des efforts soient faits pour localiser la production aquacole et l’approche circulaire, et pour la mise en place d’un programme de contrôle de la qualité pour les nouveaux produits et sous-produits, ainsi que la transformation des aliments locaux pour poissons dans les régions. Jusqu’à présent, l’aquaponie en tant que « petites exploitations aquacoles » pourrait fournir des exemples pour la mise en œuvre de la bioéconomie et de la production locale, favorisant ainsi l’utilisation de produits et de sous-produits issus de matières organiques qui ne conviennent pas à d’autres fins, par exemple les insectes et vers d’élevage, les macroet les microalgues, les hydrolysats de poissons et de sous-produits, les nouvelles usines produites en agroécologie et les bioactifs et micronutriments produits localement, tout en réduisant l’empreinte environnementale grâce à la production d’aliments de qualité (poissons et plantes) et en progressant vers une production zéro déchets. En outre, l’aquaponie est un bon exemple pour promouvoir une façon multidisciplinaire d’apprendre sur la production durable et la valorisation des ressources biologiques, par exemple le « Projet Islandap » (INTERREG V-A MAC 20142020) (figure 13.1).
Les sections suivantes du présent chapitre examinent l’état de l’art des régimes alimentaires, des ingrédients et des additifs du poisson, ainsi que les défis nutritionnels et durables à prendre en considération lors de la production d’aliments aquaponiques spécifiques.