Aqu @teach : Éléments des systèmes aquaponiques

La « quincaillerie » d’un système aquaponique comprend (i) le réservoir à poisson, (ii) les pompes à eau et à air, (iii) les unités d’enlèvement des solides (filtres à tambour, colons), (iv) le biofiltre, (v) les lits de culture de la plante et (vi) les matériaux de plomberie. Ces éléments sont peuplés par une communauté, où les producteurs primaires (plantes) sont séparés des consommateurs (principalement des poissons), et les micro-organismes omniprésents construisent un « pont » entre les deux groupes principaux.

Figure 2 : Principaux composants d’un système aquaponique (redessiné après Rakocy et al. 2006)

Aquaculture

L’aquaculture est l’élevage en captivité et la production de poissons et d’autres espèces animales et végétales aquatiques dans des conditions contrôlées (Somerville et al. 2014). L’aquaculture devient une source de plus en plus importante de production mondiale de protéines, tout en diminuant la pression sur les océans surexploités. Cependant, les techniques aquacoles, comme les systèmes d’eau libre, les cultures de bassins et les systèmes d’écoulement, rejettent toutes des eaux usées riches en nutriments dans l’environnement, provoquant une eutrophisation et une hypoxie dans les plans d’eau. Dans les systèmes aquacoles de recirculation (RAS), ces eaux usées sont traitées et réutilisées dans le système. Cependant, ces systèmes consomment beaucoup d’énergie et génèrent beaucoup de boues de poisson qui doivent être traitées séparément. Ainsi, l’aquaponie peut également être considérée comme une forme de RAS, ou comme une extension de RAS.

Figure 3 : Principaux types de systèmes aquacoles. Pour plus de détails, voir Chapitre 2

Hydroponique

Le développement de l’hydroponie remonte aux travaux du Dr William Gericke à l’Université de Californie en 1929 ([Gericke 1937](doi :%2010.1126/science.85.2198.177)). L’hydroponie s’est développée au cours des dernières décennies, principalement parce qu’elle permet d’augmenter les rendements en réduisant les ravageurs et les maladies transmises par le sol, et en manipulant les conditions de croissance pour répondre aux besoins optimaux des plantes, tout en augmentant l’efficacité de l’utilisation de l’eau et des engrais. Elle permet également le développement de l’agriculture sur des terres de mauvaise qualité (Somerville et al. 2014). Cependant, la culture hydroponique dite conventionnelle a également ses inconvénients. Il utilise des engrais minéraux coûteux, souvent d’origine non durable, pour produire des cultures, et il consomme de l’énergie. Les systèmes hydroponiques nécessitent une quantité considérable de macronutriments (C, H, O, N, P, K, Ca, S, Mg) et de micronutriments (Fe, Cl, Mn, B, Zn, Cu, Mo, Ni), qui sont essentiels à la croissance des plantes. Les nutriments sont ajoutés aux solutions hydroponiques sous forme ionique, tandis que C, H et O sont disponibles dans l’air et l’eau. Les concentrations d’éléments nutritifs doivent être surveillées. En revanche, les systèmes aquaponiques utilisent de l’eau riche en déchets de poisson comme source de nutriments pour la croissance des plantes. Cependant, la composition nutritive de l’eau n’est pas toujours parfaitement adaptée aux besoins des plantes. Certains nutriments sont souvent déficients, de sorte qu’ils doivent être ajoutés pour ajuster leur concentration, par exemple le fer, le phosphate et le potassium (Bittsanszky et al. 2016a). Les chapitres 5 et 6 expliquent plus sur les nutriments.

*Copyright © Partenaires du projet Aqu @teach. Aqu @teach est un partenariat stratégique Erasmus+ dans l’enseignement supérieur (2017-2020) dirigé par l’Université de Greenwich, en collaboration avec l’Université des sciences appliquées de Zurich (Suisse), l’Université technique de Madrid (Espagne), l’Université de Ljubljana et le Centre biotechnique Naklo (Slovénie) . *