3.5 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.
En comparant la productivité et l’économie, le RAS concurrencera invariablement d’autres formes de production de poissons et même d’autres sources de production de protéines destinées à la consommation humaine. Cette concurrence est susceptible d’exercer une pression à la baisse sur le prix de vente du poisson, qui, à son tour, doit être suffisamment élevé pour rendre rentable une entreprise RAS. Comme dans d’autres formes de production aquacole, atteindre des économies d’échelle plus élevées est généralement un moyen de réduire le coût de production et ainsi d’accéder aux marchés. Voici quelques exemples de réduction des coûts de production qui peuvent être atteints avec des installations plus importantes :
Réduction des coûts de transport sur les commandes en vrac d’aliments pour animaux, de produits chimiques et d’oxygène.
Réductions sur l’achat de plus grandes quantités d’équipement.
Accès aux tarifs d’électricité industrielle.
Automatisation des processus agricoles tels que la surveillance et le contrôle des procédés, l’alimentation, la récolte, l’abattage et la transformation.
Maximisation de l’utilisation de la main d’œuvre : la même main-d’œuvre était nécessaire pour s’occuper de 10 tonnes de poisson que celle nécessaire pour s’occuper de 100 tonnes de poisson ou plus.
À la suite de l’augmentation des économies d’échelle dans le secteur de l’aquaculture en enclos filets, de plus grandes ZR sont en cours d’élaboration à des échelles non considérées il y a dix ans. La dernière décennie a vu la construction d’installations avec des capacités de production de milliers de tonnes par an, et cette augmentation de la taille des installations RAS pose de nouveaux défis techniques, qui sont explorés dans la section suivante.
3.5.1 Hydrodynamique et transport par eau
Un contrôle adéquat des conditions hydrodynamiques dans les bassins à poissons est essentiel pour assurer une qualité uniforme de l’eau et un transport adéquat des matières solides vers les sorties des réservoirs (Masaló 2008 ; Oca et Masalo 2012). Les réservoirs qui ne sont pas capables de purger les métabolites assez rapidement auront moins de capacité de charge. Assurer une bonne performance hydrodynamique dans les bassins à poissons est un important sujet de recherche en génie aquacole qui a aidé l’industrie à concevoir et à exploiter des réservoirs de différentes formes et tailles. Toutefois, l’augmentation de la taille des réservoirs utilisés dans les RAS commerciaux pose de nouveaux défis techniques aux concepteurs et aux exploitants. Des recherches récentes sont en cours pour optimiser les caractéristiques hydrodynamiques des grands bassins octogonaux utilisés pour la production de saumoneaux (Gorle et al., 2018), en étudiant l’effet de la biomasse, de la géométrie et des structures d’entrée et de sortie des grands bassins utilisés dans les installations de saumoneaux norvégiennes. De même, Summerfelt et al. (2016) ont constaté une tendance à la baisse du taux de charge d’alimentation par unité de débit dans les réservoirs modernes comparativement aux réservoirs construits il y a plus d’une décennie dans les installations de saumoneaux norvégiennes. Une réduction de la charge d’alimentation entraîne une amélioration de la qualité de l’eau du réservoir, car l’eau en recirculation est traitée à un rythme plus rapide, ce qui empêche l’accumulation de métabolites et l’épuisement de l’oxygène dans le réservoir encore plus important que les réservoirs plus anciens qui fonctionnaient avec des charges d’alimentation plus élevées. Les travaux futurs fourniront probablement plus d’informations sur l’hydrodynamique des réservoirs de plus de 1000 msup3/sup en volume. D’autres exemples de chars énormes actuellement utilisés sont les réservoirs utilisés dans les systèmes RAS 2020 (Kruger, Danemark) ou le concept Niri (Niri, Norvège). L’adoption de ces nouveaux concepts utilisant des réservoirs plus grands jouera un rôle essentiel dans leur rentabilité, tant que des conditions hydrodynamiques adéquates seront atteintes.
3.5.2 Risque de perte de stock
Dans le RAS, les conditions d’élevage intensives peuvent entraîner une perte soudaine et catastrophique de poissons en cas de défaillance du système. Les sources de défaillance du système peuvent inclure la défaillance mécanique des systèmes de pompage et de l’équipement SAR, les pannes de courant, la perte de systèmes d’oxygénation et d’aération, l’accumulation et le rejet de sulfure d’hydrogène, les accidents de fonctionnement et plus encore. Ces risques et ces solutions doivent être identifiés et intégrés dans les procédures opérationnelles.
L’augmentation de la taille des opérations SAR peut également entraîner un risque accru de pertes financières en cas de perte catastrophique de poisson. D’autre part, les mesures d’atténuation des risques et la redondance des systèmes peuvent également augmenter le coût d’un projet de RAS et, par conséquent, les concepteurs et les ingénieurs doivent trouver un équilibre entre ces éléments.
Mis à part les reportages de l’industrie et des médias, peu de recherches universitaires ont été effectuées sur le risque des entreprises commerciales de RAS. Badiola et coll. (2012) ont enquêté sur les fermes de la RAS et analysé les principaux problèmes techniques, concluant que la mauvaise conception du système, les problèmes de qualité de l’eau et les problèmes mécaniques étaient les principaux éléments de risque affectant la viabilité du RAS.
3.5.3 Économie
Le débat sur la viabilité économique du RAS porte principalement sur les coûts élevés de démarrage des exploitations aquacoles en recirculation et sur le long délai avant que le poisson ne soit prêt à être commercialisé, ainsi que sur la perception que les exploitations de RAS ont des coûts d’exploitation élevés. De Ionno et coll. (2007) ont étudié la performance commerciale des exploitations agricoles RAS, concluant que la viabilité économique augmente avec l’ampleur de l’exploitation. Selon cette étude, les exploitations dont la capacité de production est inférieure à 100 tonnes par an ne sont que marginalement rentables dans le contexte australien où l’étude a eu lieu. Timmons et Ebeling (2010) justifient également de réaliser de grandes économies d’échelle (de l’ordre de grandeur de milliers de tonnes de production par an) qui permettent de réduire les coûts de production grâce à des projets d’intégration verticale tels que l’inclusion d’installations de transformation, d’écloseries ou d’aliments pour animaux moulins. Liu et al. (2016) ont étudié la performance économique d’une ferme RAS théorique d’une capacité de 3300 tonnes par an, comparativement à une ferme traditionnelle en enclos de même capacité. À cette échelle, l’opération RAS atteint des coûts de production similaires à ceux de l’exploitation en enclos net, mais l’investissement en capital plus élevé double la période de récupération, même lorsque le poisson de la ferme RAS est vendu à un prix plus élevé. À l’avenir, l’octroi de permis coûteux et rigoureux exigeant une bonne performance environnementale pourrait accroître la viabilité du RAS en tant qu’option concurrentielle pour la production du saumon atlantique.
3.5.4 Manipulation du poisson
Dans les fermes terrestres, la manutention du poisson est souvent nécessaire pour diverses raisons : séparer les poissons en classes de poids, réduire les densités d’ensemencement, transporter les poissons dans les départements de culture (c.-à-d. d’une pépinière à un service en croissance) ou récolter les poissons lorsqu’ils sont prêts à être commercialisés. Selon Lekang (2013), les poissons sont manipulés le plus efficacement avec des méthodes actives telles que les pompes à poisson et aussi avec des méthodes passives telles que l’utilisation de signaux visuels ou chimiques qui permettent aux poissons de se déplacer d’un endroit à l’autre.
Summerfeltet al. (2009) a étudié plusieurs moyens de fouler et de récolter des salmonidés dans de grands réservoirs circulaires à l’aide de drains doubles de type Cornell. Les stratégies comprenaient le surpeuplement des poissons à l’aide de sennes coulissantes, les foules de barreaux à clapets et l’élevage de poissons entre les bassins en profitant de leur réaction innée à l’évitement du dioxyde de carbone. Les techniques de récolte comprenaient l’extraction du poisson par l’orifice de décharge du flanc d’un réservoir à double drain de type Cornell ou l’utilisation d’un ascenseur aérien pour soulever le poisson surpeuplé jusqu’à une boîte d’assèchement. AquamaOF (Israël) utilise des voies de baignade et des réservoirs partageant un mur commun pour transférer passivement le poisson à travers la ferme, la récolte étant effectuée à l’aide d’un pescalator (pompe à vis Archimède) à l’extrémité d’une voie de baignade. Le concept RAS2020 de Kruger (Danemark) utilise des niveleuses et des foules installés en permanence dans un réservoir circulaire ou en forme de donuts pour déplacer et encombrer les poissons sans avoir besoin de pompes à poisson.
Malgré les développements continus sur ce sujet, la taille croissante des fermes de la RAS continuera de poser des défis aux concepteurs et aux exploitants quant à la façon de manipuler le poisson de façon sécuritaire, économique et sans stress. L’élargissement de la gamme des conceptions, des espèces en production et de l’intensité de l’exploitation des fermes de la SRA peut donner lieu à des technologies diverses et novatrices de transport et de récolte du poisson.