Définition et composants clés des systèmes d'aquaculture en recirculation

Un système d'aquaculture en recirculation est un système clos en circuit fermé conçu pour maintenir des paramètres de qualité de l'eau stables pour les organismes aquatiques. L'eau du système d'aquaculture en recirculation circule en continu dans divers composants, notamment des filtres, des bioréacteurs, des systèmes d'aération et des bassins de production, avant de retourner au point de départ. Cela garantit un environnement stable et durable, essentiel à la santé et à la productivité des poissons.

Principales caractéristiques de RAS

1. Conception en boucle fermée : La nature en boucle fermée du système signifie que l'eau est recyclée de manière répétée, éliminant ainsi le besoin d'apports d'eau externes et minimisant les pertes d'eau.
2. Recyclage des déchets : En capturant et en recyclant les déchets, RAS réduit considérablement le besoin d’intrants externes, rendant le système plus durable.
3. Environnement stable : RAS maintient une qualité d’eau constante, ce qui est essentiel pour la prévention des maladies et la productivité globale.

Composants clés d'un système d'aquaculture en recirculation

Le succès du RAS repose sur ses différents composants, chacun jouant un rôle essentiel dans le maintien d’une qualité optimale de l’eau et de la santé des poissons.

Filtres mécaniques

• Objectif : Éliminer les déchets solides, les aliments non consommés et les débris de l’eau.
• Fonctionnalité : Les filtres mécaniques retiennent les solides, garantissant qu'ils ne se déposent pas au fond du réservoir ou n'atteignent pas le système d'aération.

Filtres biologiques

• Objectif : Décomposer les déchets toxiques tels que l’ammoniac et les nitrites en composés moins nocifs.
• Fonctionnalité : Les filtres biologiques utilisent des bactéries bénéfiques pour convertir les déchets azotés en dioxyde d'azote (NO2) puis en azote gazeux (N2), inoffensif pour les poissons.

Systèmes d'aération

• Objectif : Fournir de l’oxygène à l’eau et favoriser la respiration des poissons.
• Fonctionnalité : Les systèmes d’aération distribuent l’air dans l’eau, garantissant que les poissons reçoivent l’oxygène nécessaire à leur vie et à leur croissance.

Surveillance de la qualité de l'eau (WQM)

• Objectif : Surveiller en continu les paramètres de qualité de l’eau tels que la température, le pH, l’oxygène dissous (OD) et les niveaux d’ammoniac.
• Fonctionnalité : Les systèmes WQM utilisent des capteurs et des commandes automatisées pour maintenir des conditions d'eau optimales, évitant ainsi le stress des poissons et assurant une croissance constante.

Gestion des déchets et recyclage

• Objectif : Collecter et recycler les déchets tels que les boues, les gâteaux de boues et le digestat.
• Fonctionnalité : Les boues, riches en solides et en nutriments, sont souvent collectées et traitées dans des digesteurs pour éliminer les agents pathogènes et les composés azotés. Le gâteau de boues, contenant des nutriments digestibles, sert d'engrais.

Réservoirs de production

• Objectif : Élever des poissons ou des organismes cultivés.
• Fonctionnalité : Les bassins de production sont conçus pour contenir des poissons et sont reliés aux composants filtrants et biologiques du système.

Chambres du réacteur

• Objectif : Maintenir des conditions environnementales contrôlées pour la croissance des poissons.
• Fonctionnalité : Les chambres de réacteur sont souvent utilisées pour cultiver des bactéries nitrifiantes ou d’autres micro-organismes qui soutiennent le processus de filtration biologique.

Avantages des systèmes d'aquaculture à recirculation

La RAS offre de nombreux avantages par rapport à l’élevage traditionnel en eau libre.
1. Efficacité de l’eau : RAS recycle l’eau, réduisant ainsi le besoin d’apports d’eau externes et minimisant les pertes d’eau.
2. Implantation terrestre : Le RAS peut être implanté sur terre, ce qui le rend adapté aux régions aux ressources en eau limitées.
3. Durabilité environnementale : en recyclant les nutriments et en réduisant l’utilisation de produits chimiques, RAS minimise l’impact environnemental.
4. Qualité de l’eau constante : RAS assure des conditions d’eau stables, réduisant ainsi le risque de maladie et favorisant la santé des poissons.
5. Opérations rentables : Bien que les coûts d’installation initiaux puissent être élevés, RAS réduit les coûts opérationnels à long terme en minimisant la consommation d’aliments et la production de déchets.

Exemples de mise en œuvre

Étude de cas 1 : RAS à petite échelle en Californie

Un agriculteur californien a mis en place un système de recirculation d'eau à petite échelle pour élever du tilapia toute l'année. Grâce à un système de recirculation, il a considérablement réduit sa consommation d'eau et obtenu des rendements supérieurs à ceux des méthodes d'élevage traditionnelles. Cela a non seulement amélioré sa durabilité, mais aussi sa rentabilité.

Étude de cas 2 : Système d'accès radioélectrique à grande échelle en Chine

En Chine, une grande ferme d'élevage de carpes utilisant des systèmes d'irrigation automatisés (RAS) a intégré avec succès ces technologies à ses opérations. L'exploitation recycle l'eau grâce à une série de filtres et de réacteurs biologiques de pointe, garantissant une qualité optimale de l'eau. Ce système a non seulement permis de réduire la consommation d'eau, mais aussi de minimiser l'empreinte carbone de la ferme, conformément aux objectifs nationaux de développement durable.

Progrès et perspectives d'avenir

Face à l'augmentation de la demande de produits de la mer durables, les systèmes d'aquaculture en recirculation (RAS) sont appelés à jouer un rôle crucial. Les avancées technologiques, telles que la surveillance de la qualité de l'eau par l'IA et les systèmes de contrôle automatisés, amélioreront l'efficacité et l'évolutivité des RAS. L'intégration des RAS à des pratiques durables comme l'agroforesterie et la restauration des sols réduira encore davantage l'impact environnemental de l'aquaculture.

Innovations dans le domaine des systèmes d'information de recherche (RAS)

1. Surveillance pilotée par l’IA : les technologies d’IA peuvent prédire les problèmes de qualité de l’eau et optimiser les opérations du système, réduisant ainsi la main-d’œuvre et les coûts.
2. Applications diversifiées : Le RAS est appliqué à une large gamme d’espèces, notamment les crevettes, le saumon et même les algues pour la production de biocarburants.

Avantages environnementaux

Les SAR réduisent considérablement l'empreinte environnementale de l'aquaculture. Par exemple, en recyclant l'eau et les nutriments, elles permettent de réduire les déchets plastiques et les émissions de gaz à effet de serre. De plus, elles contribuent aux efforts de conservation de l'eau, notamment dans les régions soumises à un stress hydrique.

Conclusion

Les systèmes d'aquaculture en recirculation constituent une innovation essentielle en aquaculture, offrant un moyen durable et efficace d'élever des organismes aquatiques. Les systèmes d'aquaculture en recirculation garantissent une qualité d'eau stable, minimisent l'impact environnemental et favorisent la santé et la productivité des poissons. Face à la demande croissante en produits de la mer durables, les systèmes d'aquaculture en recirculation joueront un rôle de plus en plus important dans l'avenir de l'aquaculture.
En adoptant les SAR, les aquaculteurs peuvent réduire leur consommation d'eau, améliorer la santé des poissons et optimiser la durabilité globale. L'avenir des SAR offre des perspectives prometteuses, et les progrès constants garantissent que cette technologie continue de jouer un rôle essentiel dans l'industrie aquacole mondiale.