Conception et performances de systèmes aquaponiques

L’aquaponie est un système de production innovant mêlant l’aquaculture en circuit recirculé (RAS) et la culture végétale dans un agrosystème complexe misant sur l’économie circulaire : les déchets deviennent des ressources. Une étape de filtration biologique permet de faire le trait d’union entre ces deux compartiments complémentaires en « neutralisant » l’ammoniaque produit par les poissons pour les rendre assimilables par les végétaux tout en évitant l’accumulation de ce composé toxique pour les poissons comme pour les plantes. Cette méthode de culture est intéressante pour la filière piscicole, car elle permet de baisser la dépendance vis-à-vis de l’eau et d’épurer une partie non négligeable de l’azote et du phosphore produit par les poissons… Elle constitue également un nouveau paradigme pour la filière maraichère en permettant de s’affranchir totalement de l’apport d’engrais azotés et phosphatés, dont la fabrication ou l’extraction sont impactantes pour l’environnement. L’aquaponie a l’avantage de pouvoir impacter de manière positive l’opinion publique sur ces deux filières de production. Traditionnellement représentés par un circuit piscicole recirculé classique complémenté par un compartiment végétal, l’aquaponie à échelle commerciale est en pratique plutôt développé selon un modèle « découplé » avec deux boucles recirculées rendues indépendantes : le volume d’eau qui s’évacue du RAS transite dans le compartiment végétal et recircule dans ce dernier, mais l’eau de surverse du compartiment végétal ne repart pas dans la boucle du compartiment piscicole ce qui permet d’éviter la concentration excessive de nitrates et de sodium, nocifs en trop forte concentration respectivement pour les poissons et les végétaux. Malgré les à priori que tout spécialiste du végétal pourrait légitimement avoir sur la question, l’aquaponie fonctionne et offre des rendements comparables à l’hydroponie, sous réserve de savoir dimensionner un système viable techniquement, et sous réserve de complémenter l’eau de culture avec certains nutriments parfois limitants selon les espèces de végétaux (fer et potassium principalement). La gestion fine des paramètres physico chimiques et hydrauliques ont toute leur importance en aquaponie, et il est nécessaire de faire des compromis pour que les poissons plantes et bactéries puissent cohabiter. Si l’aquaponie est basée sur un principe simple, son fonctionnement est loin de l’être. Des compétences techniques sont nécessaires pour dimensionner ce type de systèmes intégrés multi-trophiques, comprendre les exigences zootechniques des poissons et des végétaux, appréhender le fonctionnement du système pour mieux l’optimiser, savoir anticiper et gérer les risques. Il a semblé pertinent au cours de nos travaux de modéliser les systèmes de manière à définir l’équilibre idéal entre le compartiment piscicole et végétal, afin de maximiser la phytoépuration des effluents, condition sine qua none pour que l’aquaponie soit une pratique plus « durable » que l’hydroponie ou que l’aquaculture pris isolément, au moins sur la question des intrants. Les approches « bilan de masse » permettent de se rapprocher au mieux de la réalité de la dynamique des nutriments dans les systèmes aquaponiques, et permettent notamment d’évaluer le réel potentiel épuratoire de différentes espèces de végétaux pour un ratio poissons/plantes optimal. Cette approche doit être menée dans différents contextes climatiques, et avec de multiples couples poissons/végétaux pour s’approcher au mieux de données de dimensionnement généralisables. Les travaux d’APIVA ont permis d’apporter de nouvelles briques de connaissances à la recherche en aquaponie, et les travaux doivent se poursuivre afin de faciliter le développement de cette filière d’avenir. Programme « APIVA Aquaponie Innovation Végétale et Aquaculture » financé par le CAS DAR et programme « Aquaponie Optimisation Végétale et Aquacole » financé par le FEAMP.