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Conception et installation d’un système aquaponique

L’aquaponie, une nouvelle tendance pour une agriculture durable.

L’aquaponie est un système de production intégré, souvent en circuit fermé, qui associe l’aquaculture (élevage de poissons ou d’organismes aquatiques) et la culture hydroponique (cultures de plantes sur un lit d’eau enrichie en éléments nutritifs) en eau douce.

Dans ce type de système aquaponique, les effluents issus de l’aquaculture ne sont pas rejetés dans l’environnement mais sont redirigés vers les racines des plantes. Les éléments nutritifs fournis aux plantes sont donc issus d’une source durable, productive et non chimique. Dans ce qui suit, un aperçu des trois méthodes de culture aquaponique les plus courantes à l’heure actuelle.

Principe

Le système à recirculation de l’eau, « RAS » (Recirculation Aquaculture Systems), est la technique la plus utilisée pour la conception d’un système aquaponique. En effet, le RAS permet l’utilisation des sous-produits (ex. nutriments, matière organique, etc.) issus de l’eau des bacs d’élevage pour la production des cultures végétales.

L’eau du bassin d’élevage se charge en ammoniaque issu des déchets métaboliques des organismes aquatiques (ex. déjections de poissons) et des restes de nourriture non consommée. Cette eau quitte le bassin, passe dans un filtre mécanique qui retire les déchets solides et grossiers puis traverse un biofiltre contenant des bactéries qui vont oxyder l’ammoniaque en nitrite puis en nitrate, une molécule assimilable par les racines végétales. Les déchets issus de l’élevage de poissons, une fois convertis, fournissent également tous les autres éléments nutritifs nécessaires à la croissance des plantes. L’eau va ensuite irriguer le lit de culture des plantes qui vont alors absorber les nitrates. Enfin, le surplus d’eau purifiée par les plantes rejoint le bassin d’élevage.

Ce processus d’élimination et de conversion des nutriments permet de nettoyer l’eau, de la purifier des formes nocives d’azote (ammoniaque et nitrites) qui sont toxiques pour les poissons et permet aux poissons, aux plantes et aux bactéries de se développer en symbiose (c’est-à-dire de manière associée et complémentaire). Ainsi, tous les organismes du système aquaponique travaillent ensemble pour créer un environnement de plus en plus sain, à condition que le système soit correctement équilibré.

Types d’unités aquaponiques

  • Technique du lit de culture à substrat (Media Bed Technique ou MBT)

Les unités aquaponiques constituées d’un lit de culture à substrat sont les plus utilisées dans le cas d’installation à petite échelle. Cette méthode est recommandée dans la plupart des cas. Ces unités prennent généralement peu de place, ont un coût initial relativement faible et sont adaptées pour les producteurs novices en raison de leur simplicité de fonctionnement.

Pour ces types d’unités à substrat, le lit de culture est à la fois utilisé comme support par les plantes (pour soutenir les racines) et aussi comme filtre mécanique (pour retenir les grosses particules) et comme filtre biologique (fixation des bactéries).

  • Technique de culture sur film nutritif (Nutrient Film Technique ou NFT)

La technique de culture sur film nutritif est une méthode hydroponique qui consiste à planter les plants dans un tuyau légèrement incliné, dans lequel s’écoule en continu un filet d’eau riche en nutriment (film nutritif).

Les plantes sont placées dans des trous percés sur le haut des tuyaux, et leurs racines, protégées de la lumière, sont en mesure d’utiliser cette fine pellicule d’eau riche en éléments nutritifs.

Cette technique est beaucoup plus compliquée et plus coûteuse à concevoir que des lits de cultures à substrat, et est déconseillée dans les régions difficiles d’accès. En revanche, dans les zones urbaines, où les surfaces et le poids des installations sont limités, la mise en place d’un tel système, avec des rigoles de cultures disposées les unes au dessus des autres, est une bonne option.

Dans tous les cas, cette technique nécessite l’installation de filtres mécanique et biologique, afin d’éliminer les matières solides en suspension, et respectivement, d’oxyder les déchets dissous et toxiques (conversion de l’ammoniaque en nitrate).

  • Technique de culture en eau profonde (Deep Water Culture ou DWC)

La technique de culture en eau profonde, aussi appelée technique du radeau, est une méthode qui consiste à suspendre les plantes au niveau d’une plaque de polystyrène (en générale), avec leurs racines pendant dans l’eau qui circule en dessous des plaques.

Cette méthode est couramment utilisée pour les grandes structures aquaponiques à but commercial ainsi que pour des cultures spécifiques (ex. culture de laitues, de légumes feuilles, de plantes aromatiques comme le basilic, la menthe, etc.).

Cette technique est également plus facile à automatiser que les techniques aquaponiques précédentes. À de plus petites échelles, cette technique est plus complexe à mettre en place que les lits à substrat, notamment si l’accès aux matériaux de construction (ex. polystyrène, etc.) est limité. À noter que tout comme la technique de culture sur film nutritif, il est nécessaire d’installer deux filtres distincts (mécanique et biologique). Cependant, un lit de culture à substrat peut aussi être utilisé comme système de filtration de l’eau avant de rejoindre la culture en eau profonde.

Certaines unités aquaponiques DWC peuvent être conçues sans système de filtration. Cependant, pour que ces unités fonctionnent, la densité de poissons doit être très faible (1 à 1,5 kg de poissons par m3 d’eau du bac d’élevage). De plus, il faut veiller à ce que le système racinaire des plantes soit dense et que les diamètres des tuyaux soient petits, afin que les bactéries de nitrification puissent utiliser ces surfaces pour s’installer et ainsi filtrer l’eau. À la sortie du bac d’élevage, une simple grille permet de filtrer les gros déchets solides. Cette méthode DWC sans filtre est très avantageuse puisque les investissements au départ ou futurs sont largement réduits: pas d’installation de filtres supplémentaires, tuyaux de petit diamètre, faible densité de poissons donc peu de nourriture nécessaire, etc.

L’aquaponie est une technique qui peut s’inscrire dans le contexte de l’agriculture productive et durable, en particulier à l’échelle familiale. Ce système permet d’une part le soutien et la collaboration de différents organismes (poissons ou organismes aquatiques et cultures de légumes) et d’autre part, les rendements de cette double production peuvent être très satisfaisants, notamment dans les contextes (lieux, environnement, situations économiques, etc.) où cultiver les sols s’avère difficile, voire impossible.

Cette technique est donc un moyen de production approprié dans les régions où les terres agricoles sont chères, où l’eau est rare, où les sols sont pauvres, etc. Par exemple, les régions désertiques ou arides, les îles de sable (atoll) et les jardins urbains peuvent accueillir des systèmes aquaponiques dans la mesure où la production fonctionne en circuit fermé, et donc qu’un minimum d’eau est utilisé.

En général, la conception d’un système aquaponique est coûteuse car cela nécessite les installations d’un système d’aquaculture, d’un système hydroponique et du système de recirculation de l’eau. Cependant, le système peut être adapté, conçu et dimensionné selon les besoins, les compétences et les ressources de l’agriculteur.

Autant que possible, il est recommandé de construire le système avec des matériaux disponibles sur place, de s’appuyer sur les connaissances traditionnelles et de prendre en compte les facteurs culturels et environnementaux locaux. Il est vivement conseillé de confier la gestion des travaux de conception, de production et de maintenance à une ou plusieurs personnes intéressées et compétentes, à la fois en élevage aquacole et en culture de légumes.

Avec la FAO

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2 commentaires

  1. J’aimerai rentrer en contact avec la personne qui a écrit l’article sur l’aquaphonie. Nous avons un projet similaire au Pays-Bas et souhaitons le développer au Maroc.
    Meilleures salutations

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