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5.2 Définition de l'aquaponie

2 years ago

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L'aquaponie s'inscrit dans la définition plus large des systèmes agro-aquacoles intégrés (IAAS). Cependant, l'IAAS applique de nombreuses technologies de production d'animaux et de plantes aquatiques dans de nombreux contextes, tandis que l'aquaponie est beaucoup plus étroitement associée à l'intégration des technologies de pisciculture en réservoir (p. ex. systèmes d'aquaculture en recirculation ; RAS) avec les technologies de culture végétale aquatique ou hydroponique ( Lennard 2017). Les technologies RAS appliquent des méthodes conservées et normalisées pour la culture du poisson dans des bassins avec filtration appliquée pour contrôler et modifier la chimie de l'eau afin de le rendre adapté au poisson (c.-à-d. élimination rapide et efficace des déchets solides de poisson, conversion efficace et bactériamédifiée des déchets de poisson potentiellement toxiques dissous l'ammoniac en nitrate moins toxique et l'entretien de l'oxygène par aération assistée ou par injection directe d'oxygène gazeux) (Timmons et al., 2002). Les technologies hydroponiques et de culture de substrats appliquent des méthodes conservées et standard pour la culture de plantes terrestres comestibles dans les milieux aquatiques (c.-à-d. que les plantes ont accès aux nutriments nécessaires à la croissance par une méthode de distribution à base d'eau) (Resh, 2013).

L'association de l'aquaponie à l'aquaculture standard de la RAS et à la culture hydroponique/substrat signifie que l'aquaponie est souvent définie simplement comme « [...] la combinaison de la production piscicole (aquaculture) et de la culture végétale sans sol sous circulation d'eau couplée ou découplée » (Knaus et Palm 2017). Cette définition large met l'accent sur l'intégration du matériel, de l'équipement ou des technologies et met peu d'accent, voire pas, sur d'autres aspects de la méthode.

Étant donné que l'aquaponie est une technologie relativement nouvelle à l'échelle industrielle qui applique des méthodes et des approches différentes, la définition appliquée semble très large. Certains définissent l'aquaponie dans un contexte de recirculation seulement (Cerozi et Fitzsimmons, 2017), d'autres se concentrent sur des approches qui ne retournent pas l'eau des plantes au poisson (Delaide et al., 2016) et d'autres incluent des méthodes de recirculation et de découplage (Knaus et Palm, 2017). De plus, certains chercheurs incluent l'utilisation d'effluents d'aquaculture irrigués pour produire des cultures à base de sol sous le titre aquaponique (Palm et al., 2018). Historiquement, l'aquaponie, comme le suggère la répartition du mot (aquaculture et hydroponics), a été définie comme ne portant que sur l'aquaculture et la production végétale hydroponique (Rakocy et Hargreaves 1993), de sorte que les tentatives actuelles d'association avec la culture basée sur le sol semblent incongrues.

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Fig. 5.1 Représentation schématique des flux nutritifs dans un système aquaponique. Les aliments pour poissons constituent le principal point d'entrée des éléments nutritifs. Les poissons mangent l'aliment, utilisent les nutriments dont ils ont besoin, libèrent le reste sous forme de déchets et ces déchets sont ensuite répartis entre les microbes, les plantes et l'eau du système. (adapté de Lennard 2017)

Alors que les systèmes aquaponiques intègrent les technologies d'aquaculture en réservoir avec les technologies de culture végétale hydroponique, les systèmes aquaponiques fonctionnent en fournissant des éléments nutritifs aux habitants de la production (poissons et plantes) et aux habitants qui fournissent des services biologiques et chimiques, et en répartissant les éléments nutritifs entre eux. qui contribuent au résultat des habitants de la production (microflore) (fig. 5.1) (Lennard 2017). Par conséquent, l'aquaponie est-elle plus un système associé à l'approvisionnement, à la dynamique et au partage des éléments nutritifs plutôt qu'un système associé à la technologie, à l'équipement ou au matériel appliqué ?

Au cours des dernières décennies, la définition de l'aquaponie a inclus un thème similaire, avec des variations subtiles. La définition la plus large a été généralement donnée dans les publications scientifiques de Rakocy et de son équipe UVI, par exemple :

_Aquaponique est la culture combinée de poissons et de plantes dans des systèmes fermés de recirculation. _

— Rakocy et al. (2004a, b)

Cette définition précoce reposait sur l'hypothèse que les systèmes à une boucle entièrement recirculant, composés d'une composante aquacole recirculante et d'une composante hydroponique, représentaient tous les systèmes aquaponiques, ce qu'ils faisaient à l'époque. Graber et Junge (2009) ont élargi la définition, en raison des changements et de l'évolution de l'approche, comme suit :

_Aquaponic est une forme particulière de systèmes aquacoles recirculants (RAS), à savoir une polyculture composée de bassins de poissons (aquaculture) et de plantes cultivées dans le même cercle d'eau (hydroponique) . _

— Graber et Junge (2009)

Les développements et les méthodes récents demandent un réexamen de ce point de vue. Ces dernières années, l'aquaponie s'est orientée vers un système de production qui s'attaque à la fois à la responsabilité écologique et à la durabilité économique. Kloas et coll. (2015) et Suhl et coll. (2016) ont été l'un des premiers à aborder cette question économique :

_ [...] un système aquaponique à double recirculation unique et innovant a été développé comme condition préalable à une productivité élevée comparable à celle des installations professionnelles autonomes de poisson/plante. _

— Suhl et coll. (2016)

La question de la définition, ou la clarification de « ce qui peut être défini comme aquaponique », a fait l'objet de discussions au cours des dernières années. L'un des principaux domaines de développement a été celui des systèmes aquaponiques multi-boucles (ou découplés) qui visent à fournir des engrais supplémentaires aux plantes afin de les exposer à une concentration nutritive optimale (Goddek 2017). Il ne devrait pas y avoir d'opposition entre les idéologies des méthodologies aquaponiques à recirculation complète et à boucle multiple, toutes deux ont leur place et leurs applications respectives dans le contexte industriel approprié et une force motrice commune des deux devrait être que la technologie, tout en étant nutritive et hydrique efficace, doit également être économiquement compétitif pour s'implanter sur le marché. Pour remplacer les pratiques conventionnelles, il faut offrir plus qu'une idéologie aux clients/utilisateurs potentiels, c'est-à-dire la faisabilité technique et économique.

Le Hub Aquaponics parrainé par l'European COST (COST FA1305 2017) applique la définition _ »... un système de production d'organismes et de plantes aquatiques où la majorité ( \ > 50%) des nutriments qui soutiennent la croissance optimale des plantes proviennent de déchets provenant de l'alimentation des organismes aquatiques », ce qui place clairement un mettre l'accent sur le partage des éléments nutritifs de la technologie.

Il faut également préciser que la proportion de poissons par rapport aux plantes devrait rester à un niveau qui favorise une perspective fondamentale de l'aquaponie ; que les plantes sont cultivées à l'aide de déchets de poisson. Un système contenant un poisson et plusieurs hectares de culture végétale hydroponique, par exemple, ne devrait pas être considéré comme aquaponique, simplement parce qu'un seul poisson ne contribue effectivement pas aux besoins nutritifs des plantes. Étant donné que l'étiquetage des produits aquaponiques joue un rôle de plus en plus important dans le choix des consommateurs, nous voulons encourager une discussion en redéfinissant l'aquaponie sur la base de ces multiples développements technologiques. Même si nous préconisons la fermeture du cycle des éléments nutritifs au plus haut degré possible dans le contexte des meilleurs moyens possibles, une définition potentielle devrait également tenir compte de tous les développements.

Par conséquent, la définition devrait contenir au minimum l'exigence d'une majorité d'éléments nutritifs dérivés de l'aquaculture pour les plantes. Une nouvelle définition peut donc être représentée comme suit :

Aquaponics uis/u défini comme une production alimentaire aquatique multitrophique intégrée uapproach/u comprenant uat moins/u un système d'aquaculture en recirculation (RAS) et une unité hydroponique connectée, par laquelle l'eau destinée à la culture est partagée dans une certaine configuration entre les deux unités. fournis aux usines devraient être des déchets de poisson dérivés/u.

Les définitions fondées sur les éléments nutritifs sont ouvertes et ne portent pas de jugement quant au choix de la technologie appliquée, ni même aux proportions de chaque composant (poissons et plantes), tant que la pisciculture et une forme quelconque de technologie de production végétale aquatique (culture hydroponique ou substrat) sont utilisées. Toutefois, elle met également l'accent sur la dynamique des éléments nutritifs et le partage des éléments nutritifs des méthodes appliquées et garantit donc, dans une certaine mesure, que les avantages souvent associés à l'aquaponie (économie d'eau, efficacité nutritive, réduction de l'impact environnemental, durabilité) sont présents dans une certaine proportion.

La définition de l'association nutritive appliquée à l'aquaponie sera toujours une source de controverses chez ceux qui la pratiquent. Ceci est confirmé par le fait que le nom aquaponics est appliqué à une vaste gamme de technologies différentes avec différentes motivations d'approvisionnement en nutriments et résultats d'utilisation : à partir des conceptions de systèmes et des méthodes qui s'attendent, sinon à la demande, à ce que la grande majorité des nutriments nécessaires pour cultiver les plantes proviennent du déchets de poisson (dans certains cas, plus de 90 % ; Lennard 2017) à des conceptions qui partagent l'approvisionnement en nutriments végétaux entre les déchets de poisson et des ajouts externes plus importants (p. ex. environ 50:50 déchets de poisson en complément externe — comme le font de nombreuses conceptions de systèmes aquaponiques découplés européens modernes ; COST FA1305 2017) aux conceptions qui ajoutent si peu de poissons qu'aucun apport en éléments nutritifs visible des déchets de poisson aux plantes n'est présent (Lennard, 2017).

Le nom aquaponique, jusqu'à une date relativement récente (c'est-à-dire les 3 à 5 dernières années), a été universellement appliqué aux systèmes couplés et entièrement recirculants qui cherchent à fournir autant de nourriture végétale nécessaire à partir des déchets de poisson que possible (Rakocy et Hargreaves 1993 ; Lennard 2017) (figure 5.2).

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Fig. 5.2 Schéma simplifié des flux d'eau principaux dans un système aquaponique couplé. Les concentrations d'éléments nutritifs dans l'eau de procédé sont réparties de façon égale dans l'ensemble du système

Cependant, les approches découplées représentent maintenant une proportion des systèmes faisant l'objet de recherches ou appliqués commercialement, en particulier en Europe, et dans la pratique actuelle, ne répondent pas aux besoins en nutriments des plantes provenant des déchets de poisson dans la même mesure que les systèmes en pleine recirculation (Lennard, 2017 ; Goddek et Keesman, 2018 ). Par exemple, Goddek et Keesman (2018) affirment que pour trois exemples de systèmes aquaponiques découplés européens actuels, les exigences relatives en matière d'addition pour les nutriments externes dérivés de l'hydroponie sont de 40— 60% (NerBreen), 60% (Tilamur) et 38,1% (IGB Berlin). Étant donné que ces modèles découplés reposent sur l'intégration des techniques existantes de culture hydroponique/substrat, ils sont considérés comme aquaponiques dans leur nature (Delaide et al., 2016) (figure 5.3) (voir Chap. 8).

La définition de l'aquaponie est maintenant élargie au-delà des facteurs écologiques, de l'eau et des nutriments et de l'optimisation pour inclure également les facteurs économiques (Goddek et Körner 2019 ; Goddek et Keesman 2018 ; Goddek 2017 ; Kloas et al. 2015 ; Reyes Lastiri et al. 2016 ; Yogev et al. 2016) (Chap. 8). Les avantages d'une telle approche sont qu'un résultat économique positif de la technologie aquaponique est aussi important que ses compétences biologiques, chimiques, techniques, écologiques et durables et que, par conséquent, le résultat économique devrait jouer un rôle dans la définition globale (Chap. 8).

De nombreux avantages sont souvent associés à l'aquaponie, notamment en termes d'efficacité de l'utilisation de l'eau, d'efficacité de l'utilisation des éléments nutritifs, de nature durable, de capacité à produire deux cultures à partir d'une seule source d'intrants (aliments pour poissons) et de réduction de l'impact environnemental (Timmons, et al., 2002 ; Buzby et Lian-Shin 2014 ; Wongkiew et coll. 2017 ; Roosta et Hamidpour 2011 ; Suhl et coll. 2016). Ces avantages sont régulièrement cités et appliqués par les opérateurs aquaponiques commerciaux et sont utilisés comme voie de commercialisation et de régulation des prix pour les produits (poissons et plantes). Par conséquent, l'utilisation du nom « aquaponics » associe directement et immédiatement que les produits étiquetés comme tels ont été produits avec des méthodes qui contiennent ou utilisent les avantages énumérés. Cependant, il n'existe pas de réglementation officielle de l'industrie qui dicte que l'utilisation du mot (aquaponie) ne se produit que lorsque les avantages sont apparents et présents dans la technologie et les méthodes appliquées. Si les avantages ci-dessus sont attribués à l'aquaponie en tant que technologie, alors sûrement la technologie devrait fournir les avantages prescrits, et si la technologie ne fournit pas les avantages, alors le mot ne devrait pas être appliqué (Lennard 2017).

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Fig. 5.3 Schéma simplifié de l'eau principale coule dans un système aquaponique découplé. Les concentrations d'éléments nutritifs dans chaque composant peuvent être adaptées séparément aux exigences de chaque composant

Parce que l'aquaponie peut être définie soit en termes de son aspect d'intégration matérielle (RAS avec hydroponique), de ses propriétés de partage ou de partitionnement des éléments nutritifs ou de sa capacité à fournir des avantages importants, il existe encore un large éventail d'applications possibles du nom à de nombreux qui utilisent des méthodes différentes et exigent des résultats différents. Par conséquent, il semble que la définition réelle de l'aquaponie n'est toujours pas résolue.

Il semble donc que des questions très importantes restent à répondre : qu'est-ce que l'aquaponie et comment est-elle définie ?

Cela suggère qu'un aspect très important pour l'industrie aquaponique est l'élaboration d'une définition véridique et convenue. L'industrie de l'aquaponie au sens large continuera d'être pleine de désaccord si une définition n'est pas acceptée, et plus important encore, les consommateurs des produits produits dans les systèmes aquaponiques deviendront de plus en plus confus quant à ce qu'est réellement l'aquaponique — un état de choses qui ne favorisera pas la croissance et l'évolution de l'industrie.


Aquaponics Food Production Systems

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