7.2 Développement historique de l'aquaponie couplée

La plupart des efforts de recherche originaux sur les systèmes aquaponiques couplés ont eu lieu aux États-Unis, avec une présence croissante dans l’UE en partie initiée par l’action COST FA1305, The EU Aquaponics Hub et dans d’autres centres de recherche européens. De nos jours, les systèmes aquaponiques entièrement recirculants dominent presque complètement l’industrie aquaponique américaine, avec des estimations selon lesquelles plus de 90 % des systèmes aquaponiques existants aux États-Unis sont entièrement recirculants (Lennard, comm. pers.). La première recherche en aquaponie couplée américaine a été entreprise au Centre des pêches et de l’aquaculture de l’Illinois (anciennement le Laboratoire coopératif de recherche sur les pêches de l’UES) et au Département de zoologie, en mettant l’accent sur les systèmes aquaponiques couplés approvisionnés en poisson-chat (Ictalurus punctatus) en combinaison avec tomates (Lycopersiçon esculentum) (Lewis et al., 1978). Les auteurs ont noté qu’une croissance optimale des plantes n’est possible que lorsque tous les macro- et micronutriments essentiels sont disponibles dans l’eau de procédé, et qu’une supplémentation en nutriments est donc nécessaire en cas de carence en nutriments. Les auteurs ont également démontré une carence en fer disponible sur les plantes, ce qui freine la croissance des plantes, ce qui pourrait être résolu par la supplémentation en ironchélate. D’autres études préliminaires menées aux États-Unis ont porté sur l’analyse de la fonctionnalité technologique et de la qualité du poisson-chat et des tomates récoltées (Lewis et al., 1978 ; Sutton et Lewis, 1982). Les systèmes aquaponiques à l’échelle du laboratoire ont examiné des paramètres tels que l’efficacité des ressources en ce qui concerne les matériaux, les coûts, la consommation d’eau et d’énergie, et examiné l’utilisation d’autres espèces de poissons telles que Tilapia spp. dans les îles Vierges américaines (UVI) (Watten et Busch, 1984). Le Dr James Rakocy, aux UVI, a mis au point le premier système aquaponique couplé commercial, un système de radeaux qui combinait la production de Nil Tilapia (Oreochromis niloticus) et de laitue (Lactuca sativa), et a étudié plus tard la production d’autres espèces végétales (Rakocy 1989, 2012 ; Rakocy et al., 2012 ; Rakocy et al. 2004, 2006, 2011). Cette installation commerciale de taille moyenne a profité du climat local où les serres n’étaient pas nécessaires et des conditions du marché des îles Vierges pour générer des profits. Le système aquaponique UVI a par la suite été adopté dans différents pays en fonction des besoins respectifs des différentes plantes et de la pertinence de la technologie, par exemple au Canada par Savidov (2005) et en Arabie saoudite par Al-Hafedh et al. (2008). C’est également le cas en Europe, où les systèmes aquaponiques couplés ont évolué à partir de la conception UVI originale, par exemple le système aquaponique vertical du laboratoire de recherche Aquaponics, Université de Greenwich (Khandaker et Kotzen 2018). Plusieurs autres départements de recherche ont étudié la faisabilité technologique d’une production aquaponique fermée — ou « couplée » — en utilisant diverses espèces de poissons et de plantes ainsi que des sous-systèmes hydroponiques afin d’augmenter les rendements et de réduire les différents paramètres d’émission (Graber et Junge, 2009). Par exemple, à l’Université de Rostock (Allemagne), la recherche s’est concentrée sur la stabilité des systèmes d’arrière-cour (Palm et al. 2014a), combinant différentes espèces de poissons, le poisson-chat africain (Clarias gariepinus) et le tilapia du Nil (Oreochromis niloticus) avec différentes plantes (Palm et al. 2014b, 2015). En 2015, un système aquaponique expérimental moderne à échelle semi-commerciale, le « FishGlassHouse », a été construit sur le campus de l’Université de Rostock (Palm et al. 2016). Cependant, le système a été conçu pour permettre à la fois des opérations couplées et découplées. D’autres installations remarquables ont été construites à l’Université des Sciences Appliquées de Zurich (ZHAW) de Waedenswil en Suisse (Graber et Junge 2009 ; Graber et al. 2014), deux installations de recherche couplées et découplées de la société islandaise Svinna-Verkfraedi Ltd. (Thorarinsdottir 2014 ; Thorarinsdottir et al. 2015), système aquaponique à eau froide NIBIO Landvik à Grimstad (Skar et al. 2015 ; Thorarinsdottir et al. 2015), le PAFF Box (Plant And Fish Farming Box) système aquaponique en boucle à l’Université Gembloux Agro-Bio Tech de Liège, à Gembloux, Belgique (Delaide et al. 2017), le mur vivant combiné et l’agriculture verticale système aquaponique à l’Université de Greenwich (Khandaker et Kotzen 2018), ainsi que le système aquaponique couplé recherche-domestique (changé de découplé à couplé en 2018, Morgenstern et Dapprich 2018, comm. pers.) à l’Université des sciences appliquées de Westphalie du Sud, i.Green Institute for Green Technologie et développement rural.