Aqu @teach : Gestion du système aquacole recirculant (RAS)
Densité de stockage
La densité de stockage est un facteur très important qui doit être décidé à l’avance lors de la conception d’un RAS. La densité d’ensemencement peut être définie de différentes manières (tableau 2), et il est important de savoir quand et pourquoi différentes définitions sont utilisées.
Tableau 2 : Définition de la densité d’ensemencement
| Densité des individus | Densité de biomasse | ||
|---|---|---|---|
| par surface (#/m2) | par volume (#/m3) | par surface (kg/m2) | par volume (kg/m3) |
| Indépendante de la profondeur du réservoir. Pertinent pour les poissons de fond | Est souvent élevé pour les petits poissons, même si la densité de biomasse est plus élevée | Indépendante de la profondeur du réservoir. Pertinent pour les poissons de fond. Il est souvent plus élevé pour les poissons de plus grande taille que pour les espèces plus petites | Pertinent pour les espèces de baignade |
Différentes espèces de poissons ont des densités d’ensemencement différentes possibles. La densité est un facteur central dans la détermination du bien-être des poissons, bien que tous les aspects biologiques ne soient pas encore clairs. Il y a des espèces de poissons qui ont un comportement différent à des densités différentes. Par exemple, le tilapia adopte un comportement scolaire à des densités élevées et un comportement territorial à de faibles densités. Afin d’éviter que les poissons ne se blessent mutuellement, ils doivent donc être cultivés à une certaine densité. Pour utiliser efficacement l’espace et prévenir le cannibalisme, un aquarium doit contenir des poissons d’environ la même taille. Cela signifie a) qu’une installation aquacole devrait avoir plusieurs bassins pour héberger des poissons de différentes classes de taille, et b) que la population de poissons doit être classée en fonction de la taille occasionnellement et redistribuée dans les réservoirs. Les densités d’ensemencement faibles et élevées dans les systèmes aquacoles ont plusieurs conséquences sur la gestion d’un RAS (tableau 3).
Tableau 3 : Caractéristiques des systèmes de densité élevée et faible
| Facteurs influençant les systèmes ayant la même production annuelle | Haute densité | Faible densité |
|---|---|---|
| Changement des paramètres de l'eau | Changement rapide | Changement lent |
| Temps de réponse (par exemple en cas de panne de pompe) | Est plus court. Plus de stress pour les poissons | C'est plus long. Le fonctionnement du système est plus sûr |
| Capacité des réservoirs de poisson pour un volume de production donné | Moins de capacité nécessaire pour un même volume de production | Capacité supérieure requise. Cela peut être compensé en partie par l'utilisation de bassins plus profonds. Cependant, ceux-ci sont plus chers et ont besoin d'un tuyau et d'un système de pompage plus coûteux |
| Taux de circulation/déplacement nécessaire pour un volume de production donné [m3/h] | Même chose | Même chose. En raison de la lenteur du système, il y a des pics plus doux = composants plus petits = matériel moins coûteux pour le reconditionnement de l'eau |
| Volume de déplacement par rapport au volume de la citerne | Élevé | Faible |
| Dimensions du réservoir | Les réservoirs plus petits avec une forte densité d'individus sont, selon l'espèce, plus enclins au stress | Dans les plus grands réservoirs, les poissons facilement effrayés ont une distance d'évasion plus longue |
Surveillance
Les procédures de surveillance devraient être définies en fonction des étapes décrites à la figure 10. Les systèmes RAS ou aquaponiques sont compliqués et se composent de nombreuses parties. Beaucoup de choses peuvent mal tourner, de sorte que les opérateurs doivent rester en alerte permanente (Tableau 4, voir aussi Chapitre 9). La priorité absolue de la gestion du système est la santé des poissons et des plantes. Par conséquent, la surveillance devrait être priorisée en fonction des « priorités de soutien à la vie » (tableau 5). Le tableau 6 énumère les éléments importants qui devraient faire l’objet d’une surveillance quotidienne.
Figure 10 : Les étapes logiques de la conception d’une procédure de surveillance
Tableau 4 : Qu’est-ce qui peut mal tourner ?
| Type/Système | Causes |
|---|---|
| Au-delà de votre contrôle | Inondations, tornades, ouragans, vent, neige, glace, tempêtes, pannes électriques, vandalisme/vol |
| Erreurs de personnel | Erreurs de l'opérateur, maintenance négligée provoquant une défaillance des systèmes ou composants de systèmes de secours, alarmes désactivées |
| Niveau d'eau du réservoir | Vanne de vidange laissée ouverte, tuyau tombée ou enlevée, fuite dans le système, conduite de vidange cassée, réservoir débordant |
| Débit d'eau | Valve fermée ou ouverte trop loin, défaillance de la pompe, perte de tête d'aspiration, écran d'admission bloqué, tuyau bloqué, rupture de tuyau de retour, rupture de tuyau/ rupture de colle |
| Qualité de l'eau | Faible oxygène dissous, teneur élevée en CO2, alimentation en eau sursaturée, température élevée ou basse, ammoniac élevé, nitrite ou nitrate, faible alcalinité |
| Filtres | Filtres canalisés/obstrués, perte de tête excessive |
| Système d'aération | Surchauffe du moteur du souffleur en raison d'une contre-pression excessive, courroie d'entraînement desserrée ou cassée, diffuseurs bloqués ou déconnectés, fuites dans les conduites d'alimentation |
Tableau 5 : Priorisation du suivi et de l’intervention
| Paramètre | Temps de réponse | ||
|---|---|---|---|
| Priorité | Élevé |
| Très rapide (minutes) Alarme nécessaire ! |
| Moyen |
| Temps de réponse modéré (heures) | |
| Faible |
| Changement lent des paramètres (surveillance quotidienne ou hebdomadaire) | |
Tableau 6 : Éléments importants qui devraient être surveillés quotidiennement
| Alimentation électrique | Alimentation monophasée et triphasée, systèmes individuels sur des prises GFCI |
|---|---|
| Niveau d'eau | Réservoir de culture (élevé/bas), puisards d'alimentation aux pompes (élevé/bas), filtres (élevé/bas) |
| Système d'aération | Pression d'oxygène de l'air (élevé/faible) |
| Débit d'eau | Pompes, réservoirs de culture, filtres immergés, radiateurs en ligne |
| Température | Réservoirs de culture (élevé/bas), systèmes de chauffage/refroidissement (élevé/bas) |
| Sécurité | Capteurs de haute température/fumée, alarmes d'intrusion |
Quelque conseil pour système design et sécurité
Choisir soigneusement les capteurs, étiqueter tout et inclure une capacité d’extension dans tous les composants
Installer les capteurs et l’équipement là où ils sont visibles et facilement accessibles pour l’entretien et l’étalonnage
Rappelez-vous que l’eau et l’électricité sont une combinaison fatale, alors utilisez de faibles tensions (5 VDC, 12 VDC ou 24 VDC ou AC) pour vous protéger et protéger le poisson
Étiquetez clairement les modes armés et non armés du capteur, de préférence avec des LED à chaque station pour afficher l’état du capteur.
Quelque conseil pour système maintenance
Disposer d’un manuel d’entretien bien préparé accessible au personnel
Tenir à jour un plan d’entretien hebdomadaire, mensuel et annuel et conserver les dossiers des principaux dossiers d’entretien et manuels d’équipement
Tenir à jour des listes de vérification des instruments tous les jours/hebdomadaires/mensuelles
Effectuer des vérifications régulières (et certaines inopinées) du système, y compris le déclenchement de chaque capteur et la vérification du fonctionnement des systèmes de sauvegarde automatiques et du numéroteur téléphonique
Offrir une formation au personnel sur la manipulation des alarmes de routine
S’assurer que le personnel connaît bien l’ensemble du système d’exploitation, y compris les systèmes d’alimentation en eau, d’aération et de secours d’urgence.
***Quand *** à moniteur eau ***qualité ? ***
Les poissons digèrent en fonction du moment où ils sont nourris, et la quantité de matières fécales dépend de la quantité d’aliments ingérés. Ainsi, les niveaux les plus élevés d’ammonium sont à prévoir après la dernière alimentation (le soir) et la valeur la plus faible avant la première alimentation (le matin). Par conséquent, des mesures de la qualité de l’eau doivent être effectuées à la fin de l’aliment pour capter les pics d’ammonium (figure 11).
Automatique surveillance et contrôle systèmes
La surveillance automatisée devient de plus en plus abordable. Il existe plusieurs systèmes d’acquisition et de contrôle de données disponibles sur le marché pour les applications en RAS et/ou en aquaponie. Un système de surveillance comprend (i) des capteurs pour mesurer les variables souhaitées, (ii) une interface permettant de convertir les informations électriques sous une forme lisible par un ordinateur ou un microprocesseur, (iii) un ordinateur, (iv) un logiciel pour faire fonctionner le système et (v) des affichages. Il est important de faire correspondre les composants pour que le système de surveillance fonctionne.
L’une des fonctions les plus importantes d’un système de surveillance est de fournir des alertes au gestionnaire de système en cas de dysfonctionnements et de problèmes. Si l’on constate que les variables critiques sont en dehors des limites acceptables, des alarmes doivent être envoyées. Il est important de concevoir et de tester le système de surveillance et d’alarme afin que les fausses alertes ne soient pas envoyées trop souvent. Les fausses alarmes trop fréquentes rendent moins probable que le ou les opérateurs répondent (Timmons et al. 1999). Les alarmes doivent être construites et exploitées de manière à ce que les personnes concernées soient alertées. Des alarmes visuelles et sonores peuvent être placées dans des zones clés d’un établissement pour alerter les travailleurs en cas de problèmes. En dehors des heures normales de travail, des alarmes à distance (généralement par SMS) doivent être utilisées.
Figure 11 : Évolution journalière des concentrations de NH4-N dans l’eau RAS. Bleu = avant biofiltre ; gris = après biofiltre ; jaune = différence entre le bleu et le gris
*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) . *