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Guide de l'aquaculture en recirculation

1. Introduction à l'aquaculture de recirculation

   Original publication 2015 · Publié pour la première fois sur FarmHub Learn 2020-07-15 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   L'aquaculture de recirculation est essentiellement une technologie d'élevage du poisson ou d'autres organismes aquatiques en réutilisant l'eau dans la production. La technologie est basée sur l'utilisation de filtres mécaniques et biologiques, et la méthode peut en principe être utilisée pour toutes les espèces cultivées en aquaculture telles que poissons, crevettes, palourdes, etc. La technologie de recirculation est cependant principalement utilisée dans la pisciculture, et ce guide s'adresse aux personnes travaillant dans ce domaine de l'aquaculture.

   La recirculation augmente rapidement dans de nombreux secteurs du secteur de la pisciculture, et des systèmes sont déployés dans des unités de production qui varient d'énormes usines produisant de nombreuses tonnes de poisson par année pour la consommation à de petits systèmes sophistiqués utilisés pour le repeuplement ou pour sauver des espèces menacées.

   La recirculation peut être effectuée à différentes intensités en fonction de la quantité d'eau recirculée ou réutilisée. Certaines fermes sont des systèmes d'élevage très intensifs installés à l'intérieur d'un bâtiment isolé fermé utilisant aussi peu que 300 litres d'eau neuve, et parfois même moins, par kilo de poisson produit par an. D'autres systèmes sont des fermes extérieures traditionnelles qui ont été reconstruites dans des systèmes recirculés utilisant environ3 m 3 eau neuve par kilo de poisson produit par année. Un système traditionnel de traitement des truites utilisera généralement environ 30 m3 par kilo de poisson produit par année. Par exemple, dans une pisciculture produisant 500 tonnes de poisson par an, l'utilisation d'eau nouvelle dans les exemples donnés sera de 17 m3/heure (h), 171 m3/h et 1 712 m3/h respectivement, ce qui est une énorme différence.

    

   _Figure 1.1 Un système de recirculation à l'intérieur. _

   Une autre façon de calculer le degré de recirculation est d'utiliser la formule :

   —

    

   —

   La formule a été utilisée dans la figure 1.2 pour calculer le degré de recirculation à différentes intensités du système et également comparé à d'autres méthodes de mesure du taux de recirculation.

   | Type de système | Consommation d'eau neuve par kg de poisson produit par an | Consommation d'eau neuve par mètre cube par heure | Consommation d'eau neuve par jour du volume total d'eau du système | Degré de recirculation au volume du système recyclé une fois par heure | | : —: | : —: | : —: | : —: | : | | Débit | 30 m3 | 1 712 m3 /h | 1 028% | 0% | | RAS bas niveau | 3 m3 | 171 m3 /h | 103 % | 95,9 % | | RAS intensif | 1 m3 | 57 m3 /h | 34 % | 98,6 % | | RAS super intensif |0,3 m 3 | 17 m3 /h | 6% | 99,6% |

   _Figure 1.2 Comparaison du degré de recirculation à différentes intensités par rapport à d'autres méthodes de mesure du taux de recirculation. Les calculs sont basés sur un exemple théorique d'un système de 500 tonnes/an avec un volume total d'eau de 4 000 m3 , dont 3 000 m3 est le volume des réservoirs de poissons. _

   Du point de vue environnemental, la quantité limitée d'eau utilisée pour la recirculation est évidemment bénéfique, car l'eau est devenue une ressource limitée dans de nombreuses régions. De plus, l'utilisation limitée de l'eau rend beaucoup plus facile et moins onéreuse l'élimination des nutriments excrétés du poisson, car le volume d'eau rejetée est beaucoup plus faible que celui déversé dans une ferme piscicole traditionnelle. L'aquaculture en recirculation peut donc être considérée comme une façon la plus respectueuse de l'environnement de produire du poisson à un niveau commercialement viable. Les nutriments des poissons d'élevage peuvent être utilisés comme engrais sur les terres agricoles ou comme base pour la production de biogaz.

    

   _Figure 1.3 Une ferme de recirculation extérieure. _

   Le terme « zéro rejet » est parfois utilisé dans le cadre de l'élevage piscicole, et bien qu'il soit possible d'éviter tous les rejets de la ferme de toutes les boues et de l'eau, le traitement des eaux usées des toutes dernières concentrations est le plus souvent un Chapitre 1 : Introduction à la recirculation aquaculture affaire coûteuse pour nettoyer complètement éteint. Ainsi, une demande de rejet d'éléments nutritifs et d'eau devrait toujours faire partie de la demande de permis d'aménagement.

   Mais le plus intéressant est le fait que l'utilisation limitée de l'eau donne un énorme avantage à la production à l'intérieur de la pisciculture. La pisciculture traditionnelle dépend totalement des conditions extérieures telles que la température de l'eau de la rivière, la propreté de l'eau, les niveaux d'oxygène ou les mauvaises herbes et les feuilles qui dérivent en aval et bloquent les écrans d'entrée, etc. Dans un système recirculé, ces facteurs externes sont éliminés soit complètement, soit en partie, en fonction du degré de recirculation et de la construction de l'usine.

   La recirculation permet au pisciculteur de contrôler complètement tous les paramètres de la production, et la capacité de l'agriculteur à faire fonctionner le système de recirculation lui-même devient tout aussi importante que sa capacité à prendre soin du poisson.

   Le contrôle des paramètres tels que la température de l'eau, les niveaux d'oxygène ou la lumière du jour donne des conditions stables et optimales pour le poisson, ce qui lui donne encore moins de stress et une meilleure croissance. Ces conditions stables donnent lieu à un schéma de croissance stable et prévisible qui permet à l'agriculteur de prédire avec précision quand le poisson aura atteint un certain stade ou une certaine taille. Le principal avantage de cette fonctionnalité est qu'un plan de production précis peut être établi et que l'heure exacte du poisson sera prêt à la vente peut être prédite. Cela favorise la gestion globale de la ferme et renforce la capacité de commercialiser le poisson de façon concurrentielle.

   Le diagramme n’est pas disponible dans cette copie migrée ; consultez l’édition originale.

   _Figure 1.4 Certains des paramètres qui influent sur la croissance et le bien-être d'un poisson. _

   L'utilisation de la technologie de recirculation dans la pisciculture présente de nombreux autres avantages, et ce guide traitera de ces aspects dans les chapitres suivants. Cependant, un aspect majeur à mentionner immédiatement est celui des maladies. L'impact des agents pathogènes est considérablement réduit dans un système de recirculation, car les maladies envahissantes provenant de l'environnement extérieur sont réduites au minimum par l'utilisation limitée de l'eau. L'eau destinée à la pisciculture traditionnelle provient d'une rivière, d'un lac ou de la mer, ce qui augmente naturellement le risque de traîner dans les maladies. En raison de l'utilisation limitée de l'eau en recirculation, l'eau provient principalement d'un trou de forage, d'un système de drainage ou d'une source où le risque de maladies est minime. En effet, de nombreux systèmes de recirculation n'ont aucun problème de maladies, et l'utilisation de médicaments est donc considérablement réduite pour le bénéfice de la production et de l'environnement. Pour atteindre ce niveau de pratique agricole, il est bien sûr extrêmement important que le pisciculteur fasse très attention aux œufs ou aux alevins qu'il apporte à sa ferme. De nombreuses maladies sont transportées dans les systèmes en prenant des œufs infestés ou des poissons pour l'ensemencement. La meilleure façon d'éviter que des maladies ne pénètrent de cette façon, n'est pas d'apporter du poisson de l'extérieur, mais seulement d'apporter des œufs car ceux-ci peuvent être complètement désinfectés des maladies.

   L'aquaculture exige des connaissances, une bonne élevage, une persistance et parfois des nerfs d'acier. Le passage de la pisciculture traditionnelle à la recirculation facilite bien des choses, mais en même temps, il nécessite de nouvelles compétences plus importantes. Pour réussir dans ce type d'aquaculture assez avancé, il faut une formation et une éducation pour lesquelles ce guide a été rédigé.

   *Source : Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture, 2015, Jacob Bregnballe, A Guide to Recirculation Aquaculture, http://www.fao.org/3/a-i4626e.pdf. Reproduit avec la permission. *

2. Le système de recirculation, étape par étape

   Original publication 2015 · Publié pour la première fois sur FarmHub Learn 2020-07-15 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   Dans un système de recirculation, il est nécessaire de traiter l'eau en continu pour éliminer les déchets excrétés par le poisson, et d'ajouter de l'oxygène pour maintenir le poisson en vie et en bonne santé. Un système de recirculation est en fait assez simple. De la sortie des bassins à poissons, l'eau s'écoule vers un filtre mécanique et plus loin vers un filtre biologique avant d'être aéré, dépouillé de dioxyde de carbone et renvoyé dans les bassins à poissons. C'est le principe de base de la recirculation.

   Plusieurs autres installations peuvent être ajoutées, telles que l'oxygénation à l'oxygène pur, la lumière ultraviolette ou la désinfection à l'ozone, la régulation automatique du pH, l'échange de chaleur, la dénitrification, etc. selon les besoins exacts.

    

   _Figure 2.1 Dessin principal d'un système de recirculation. Le système de traitement de l'eau de base comprend la filtration mécanique, le traitement biologique et l'aération et le décapage. D'autres installations, telles que l'enrichissement en oxygène ou la désinfection UV, peuvent être ajoutées selon les besoins. _

   Les poissons dans une ferme piscicole ont besoin d'être nourris plusieurs fois par jour. L'aliment est consommé et digéré par le poisson et est utilisé dans le métabolisme du poisson, fournissant de l'énergie et de la nourriture pour la croissance et d'autres processus physiologiques. L'oxygène (O2) pénètre par les branchies et est nécessaire pour produire de l'énergie et pour décomposer les protéines, de sorte que le dioxyde de carbone (CO2) et l'ammoniac (NH3) sont produits comme déchets. Les aliments non digérés sont excrétés dans l'eau sous forme de matières fécales, appelées solides en suspension (SS) et matières organiques. Le dioxyde de carbone et l'ammoniac sont excrétés des branchies dans l'eau. Ainsi, les poissons consomment de l'oxygène et de l'alimentation et, par conséquent, l'eau du système est polluée par les matières fécales, le dioxyde de carbone et l'ammoniac.

    

   _Figure 2.2 La consommation d'aliments pour animaux et l'utilisation d'oxygène entraîne la croissance des poissons et l'excrétion de déchets, tels que le dioxyde de carbone, l'ammoniac et les matières fécales. _

   Seul l'alimentation sèche peut être recommandée pour une utilisation dans un système de recirculation. L'utilisation de poubelles sous quelque forme que ce soit doit être évitée car elle polluera fortement le système et l'infection par des maladies est très probable. L'utilisation d'aliments secs est sûre et présente également l'avantage d'être conçue pour répondre aux besoins biologiques exacts du poisson. Les aliments secs sont livrés en différentes tailles de granulés adaptés à n'importe quel stade de poisson, et les ingrédients contenus dans les aliments secs peuvent être combinés pour développer des aliments spéciaux pour alevins, couvain, grossissement, etc.

   Dans un système de recirculation, un taux d'utilisation élevé de l'aliment est bénéfique car cela réduira au minimum la quantité de produits d'excrétion, réduisant ainsi l'impact sur le système de traitement de l'eau. Dans un système géré par des professionnels, tous les aliments ajoutés seront consommés en gardant la quantité d'aliments non consommés au minimum. Le taux de conversion des aliments (FCR), qui décrit le nombre de kilos d'aliments que vous utilisez pour chaque kilo de poisson que vous produisez, est amélioré, et l'agriculteur obtient un rendement de production plus élevé et un impact moindre sur le système de filtration. Les aliments non consommés sont un gaspillage d'argent et entraînent une charge inutile sur le système de filtration. Il convient de noter que des aliments spécialement adaptés à une utilisation dans les systèmes de recirculation sont disponibles. La composition de ces aliments vise à maximiser l'absorption de protéines chez les poissons, réduisant ainsi l'excrétion d'ammoniac dans l'eau.

   | Taille de la palette | Taille du poisson, gramme | Protéines | Graisses | | — | — | — | | 3 mm | 40 - 125 | 43 % | 27 % | | 4,5 mm | 100 - 500 | 42 % | 28 % | | 6,5 mm | 400 - 1200 | 41 % | 29 % |

   | Composition, % | 3,0 mm | 4,5 mm | 6,5 mm | | — | — | — | | Farine de poisson | 22 | 21 | 20 | | Huile de poisson | 9 | 10 | 10 | | Huile de colza | 15 | 15 | 16 | | Farine d'hémoglobine | 11 | 11 | 11 | | Pois | 5 | 5 | 5 | | Soya | 10 | 11 | 11 | | Blé | 12 | 11 | 11 | | Gluten de blé | 5 | 5 | 5 | | Autres concentrés de protéines | 10 | 10 | 10 | | Vitamines, minéraux, etc. | 1 | 1 | 1 |

   _Figure 2.3 Ingrédients et contenu d'un aliment pour truites pouvant être utilisé dans un système de recirculation. Source : BioMar. _

   Composants d'un système de recirculation

   Réservoirs à poissons

   | Propriétés du réservoir | Réservoir circulaire | Circuit en D | Type de piste | | — | — | — | — | | Effet autonettoyant | 5 | 4 | 3 | | Faible temps de séjour des particules | 5 | 4 | 3 | | Contrôle et régulation de l'oxygène | 5 | 5 | 4 | | Utilisation de l'espace | 2 | 4 | 5 |

   _Figure 2.4 Différentes conceptions de citernes donnent des propriétés et des avantages différents. Note 1-5, où 5 est le meilleur. _

   L'environnement dans le bassin d'élevage doit répondre aux besoins du poisson, tant en ce qui concerne la qualité de l'eau que la conception du bassin. Le choix de la bonne conception du réservoir, comme la taille et la forme, la profondeur de l'eau, la capacité d'auto-nettoyage, etc., peut avoir un impact considérable sur la performance des espèces élevées.

   Si le poisson réside dans le fond, le besoin de surface du réservoir est le plus important, et la profondeur de l'eau et la vitesse du courant d'eau peuvent être abaissées (flétan, sole ou autre poisson plat), tandis que les espèces pélagiques vivantes comme les salmonidés bénéficieront d'un volume d'eau plus élevé et présentent une meilleure performance à vitesses plus élevées de l'eau.

   Dans un réservoir circulaire, ou dans un réservoir carré avec des coins coupés, l'eau se déplace selon un motif circulaire faisant bouger toute la colonne d'eau du réservoir autour du centre. Les particules organiques ont un temps de séjour relativement court de quelques minutes, en fonction de la taille du réservoir, en raison de ce schéma hydraulique qui donne un effet autonettoyant. Une entrée verticale avec réglage horizontal est un moyen efficace de contrôler le courant dans ces réservoirs.

   Dans une piste, l'hydraulique n'a pas d'effet positif sur l'élimination des particules. D'un autre côté, si un réservoir de poisson est approvisionné efficacement en poisson, l'effet autonettoyant de la conception du réservoir dépendra davantage de l'activité du poisson que de la conception du réservoir. L'inclinaison du fond du réservoir a peu ou pas d'influence sur l'effet autonettoyant, mais il facilitera le drainage complet lorsque le réservoir est vidé.

    

   _Figure 2.5 Exemple de conception de citernes octogonales dans un système de recirculation qui permet d'économiser de l'espace tout en réalisant les bons effets hydrauliques de la citerne circulaire. Source : Groupe AKVA. _

   Les réservoirs circulaires occupent plus d'espace que les pistes de roulement, ce qui augmente le coût de construction d'un bâtiment. En coupant les coins d'une citerne carrée, une structure octogonale apparaît, ce qui donnera une meilleure utilisation de l'espace que les citernes circulaires, tout en obtenant les effets hydrauliques positifs de la citerne circulaire (voir fig. 2.5). Il est important de noter que la construction de grands réservoirs favorisera toujours le réservoir circulaire car c'est la conception la plus solide et la façon la plus économique de fabriquer un réservoir.

   Un type de réservoir hybride entre le réservoir circulaire et la piste appelée « piste de course en D » combine également l'effet autonettoyant du réservoir circulaire avec l'utilisation efficace de l'espace de la piste. Cependant, dans la pratique, ce type de réservoir est rarement utilisé, probablement parce que l'installation du réservoir nécessite des travaux supplémentaires et de nouvelles routines de gestion.

   Des niveaux d'oxygène suffisants pour le bien-être des poissons sont importants dans la pisciculture et sont généralement maintenus à un niveau élevé en augmentant le niveau d'oxygène dans l'eau d'entrée du réservoir.

   L'injection directe d'oxygène pur dans le réservoir par l'utilisation de diffuseurs peut également être utilisée, mais l'efficacité est plus faible et plus coûteuse.

   Le contrôle et la régulation des niveaux d'oxygène dans des réservoirs circulaires ou similaires sont relativement faciles car la colonne d'eau est constamment mélangée, ce qui rend la teneur en oxygène presque la même partout dans le réservoir. Cela signifie qu'il est assez facile de garder le niveau d'oxygène désiré dans le réservoir. Une sonde à oxygène placée près de la sortie du réservoir donnera une bonne indication de l'oxygène disponible. Le temps nécessaire à la sonde pour enregistrer l'effet de l'ajout d'oxygène à un réservoir circulaire sera relativement court. La sonde ne pas être placée à proximité de l'endroit où l'oxygène pur est injecté ou où l'eau riche en oxygène est alimentée.

    

   _Figure 2.6 Citerne circulaire, piste à extrémité D et type de piste. _

   Dans une piste de course, cependant, la teneur en oxygène sera toujours plus élevée à l'entrée et inférieure à la sortie, ce qui donne également un environnement différent selon l'endroit où chaque poisson nage. La sonde d'oxygène pour mesurer la teneur en oxygène de l'eau doit toujours être placée dans la zone avec la teneur en oxygène la plus faible, qui est près de la sortie. Ce gradient d'oxygène en aval rendra la régulation de l'oxygène plus difficile car le délai entre le réglage de l'oxygène vers le haut ou vers le bas à l'entrée et le moment où celui-ci est mesuré à la sortie peut aller jusqu'à une heure. Cette situation peut faire monter et descendre l'oxygène tout le temps au lieu de fluctuer autour du niveau sélectionné. L'installation de systèmes modernes de contrôle de l'oxygène utilisant des algorithmes et des constantes de temps permettra cependant d'éviter ces fluctuations indésirables.

   Les sorties des réservoirs doivent être construites de manière à éliminer de manière optimale les particules résiduelles et être munies d'écrans avec des mailles appropriées. En outre, il doit être facile de ramasser les poissons morts pendant les routines de travail quotidiennes.

   Les réservoirs sont souvent équipés de capteurs de niveau d'eau, de teneur en oxygène et de température pour avoir un contrôle complet de la ferme. Il faut également envisager d'installer des diffuseurs pour fournir de l'oxygène directement dans chaque réservoir en cas d'urgence.

    

   _Figure 2.7 Filtre de tambour. Source : CM Aqua. _

   Filtration mécanique

   La filtration mécanique de l'eau de sortie des bassins à poissons s'est avérée être la seule solution pratique pour l'élimination des déchets organiques. Aujourd'hui, presque toutes les fermes piscicoles recirculées filtrent l'eau de sortie des réservoirs dans un microécran muni d'un chiffon filtrant généralement de 40 à 100 microns. Le filtre à tambour est de loin le type de microécran le plus couramment utilisé, et la conception assure l'élimination en douceur des particules.

   Fonction du filtre à tambour :

   1. L'eau à filtrer pénètre dans le tambour.

   2. L'eau est filtrée à travers les éléments filtrants du tambour. La différence de niveau d'eau à l'intérieur et à l'extérieur du tambour est la force motrice de la filtration.

   3. Les solides sont piégés sur les éléments filtrants et soulevés jusqu'à la zone de lavage à contre-courant par la rotation du tambour.

   4. L'eau des buses de rinçage est pulvérisée de l'extérieur des éléments filtrants. La matière organique rejetée est éliminée des éléments filtrants dans le bac à boues.

   5. Les boues s'écoulent avec l'eau par gravité du filtre qui échappe à l'élevage piscicole pour le traitement externe des eaux usées (voir chapitre 6).

   La filtration par microécran présente les avantages suivants :

   • Réduction de la charge organique du biofiltre.

   • Rendre l'eau plus claire à mesure que les particules organiques sont retirées de l'eau.

   • Améliorer les conditions de nitrification car le biofiltre ne bouge pas.

   • Effet stabilisateur sur les processus de biofiltration.

   Traitement biologique

   Toutes les matières organiques ne sont pas éliminées dans le filtre mécanique, les particules les plus fines passeront avec des composés dissous tels que le phosphate et l'azote. Le phosphate est une substance inerte, sans effet toxique, mais l'azote sous forme d'ammoniac libre (NH3) est toxique et doit être transformé dans le biofiltre en nitrate inoffensif. La dégradation de la matière organique et de l'ammoniac est un processus biologique réalisé par des bactéries dans le biofiltre. Les bactéries hétérotrophes oxydent la matière organique en consommant de l'oxygène et en produisant du dioxyde de carbone, de l'ammoniac et des boues. Les bactéries nitrifiantes convertissent l'ammoniac en nitrite et finalement en nitrate.

   L'efficacité de la biofiltration dépend principalement de :

   • La température de l'eau dans le système.

   • Le niveau de pH dans le système.

   Pour atteindre un taux de nitrification acceptable, la température de l'eau doit être maintenue entre 10 et 35 °C (optimum autour de 30 °C) et le pH doit être compris entre 7 et 8. La température de l'eau dépendra le plus souvent des espèces élevées et n'est donc pas ajustée pour atteindre le taux de nitrification le plus optimal, mais pour donner des niveaux optimaux pour la croissance des poissons. La régulation du pH par rapport à l'efficacité du biofiltre est cependant importante car un pH plus bas réduit l'efficacité du biofiltre. Le pH doit donc être maintenu au-dessus de 7 afin d'atteindre un taux élevé de nitrification bactérienne. D'autre part, l'augmentation du pH entraînera une augmentation de la quantité d'ammoniac libre (NH3), ce qui renforcera l'effet toxique. L'objectif est donc de trouver l'équilibre entre ces deux objectifs opposés d'ajustement du pH. Un point d'ajustement recommandé se situe entre pH 7,0 et pH 7,5.

   Deux facteurs majeurs influent sur le pH du système de recirculation de l'eau :

   • La production de CO2 à partir du poisson et de l'activité biologique du biofiltre.

   • L'acide produit par le procédé de nitrification.

   Résultat de la nitrification :

   NH4 (ammonium) + 1,5 O2 → NO2 (nitrite) + H2O + 2H^+^+ 2e

   NO2 (nitrite) + 0,5 O2 → NO3 (nitrate) + e

    \ _ \ _ \ _ \ _ \ _ \ _ \ _ \ _ \ _ \ _ \ _ \ _ \ _ \ _ \ _ \ _ \ _ \ _ \ _ \ _ \ _ \ _ \ _ \ _ \ _ \ _ \ _ \ _ \ _ \ _ \ _ \ _ \ _ \ _ \ _ \ _ \ _ \ _ \ _ \ _ \ _ \ _ \ _

   NH4 + 2 O2 ↔ NO3 + H2O + 2H^+^

   Le CO2 est éliminé par aération de l'eau, de sorte que le dégazage a lieu. Ce processus peut être accompli de plusieurs façons, comme décrit plus loin dans ce chapitre.

   Le procédé de nitrification produit de l'acide (H+) et le pH diminue. Afin de stabiliser le pH, une base doit être ajoutée. Pour ce faire, il faut ajouter de la chaux ou de l'hydroxyde de sodium (NaOH) ou une autre base à l'eau.

   Les poissons excrètent un mélange d'ammoniac et d'ammonium [Nitrate d'ammoniac total (TAN) = ammonium (NH4+) + ammoniac (NH3)] où l'ammoniac constitue la partie principale de l'excrétion. La quantité d'ammoniac dans l'eau dépend toutefois du niveau de pH comme on peut le voir à la figure 2.8, qui montre l'équilibre entre l'ammoniac (NH3) et l'ammonium (NH4+).

    Le diagramme n’est pas disponible dans cette copie migrée ; consultez l’édition originale.

   _Figure 2.8 Équilibre entre l'ammoniac (NH3) et l'ammonium (NH4+) à 20 °C. L'ammoniac toxique est absent à un pH inférieur à 7, mais augmente rapidement à mesure que le pH augmente. _

    

   Figure 2.9 La relation entre le pH mesuré et la quantité de TAN disponible pour la ventilation dans le biofiltre, basée sur une concentration toxique d'ammoniac de 0,02 mg/L.

   En général, l'ammoniac est toxique pour les poissons à des concentrations supérieures à 0,02 mg/L. La figure 2.9 montre que la concentration maximale de TAN doit être autorisée à différents niveaux de pH si l'on veut garantir une concentration inférieure à 0,02 mg/L d'ammoniac. Les niveaux de pH inférieurs minimisent le risque de dépassement de cette limite toxique d'ammoniac de 0,02 mg/L, mais il est recommandé au pisciculteur d'atteindre un pH minimal de 7 afin d'atteindre un rendement de biofiltre plus élevé, comme expliqué précédemment. Malheureusement, la concentration totale de TAN à autoriser est ainsi considérablement réduite, comme on peut le voir à la figure 2.9. Il y a donc deux vecteurs opposés du pH que le pisciculteur doit prendre en considération lors du réglage de son biofiltre.

   Le nitrite (NO2-) se forme à l'étape intermédiaire du processus de nitrification, et il est toxique pour les poissons à des niveaux supérieurs à 2,0 mg/L. Si les poissons dans un système de recirculation haletent pour l'air, bien que la concentration d'oxygène soit fine, une forte concentration de nitrite peut en être la cause. À des concentrations élevées, le nitrite est transporté sur les branchies dans le sang des poissons, où il empêche l'absorption d'oxygène. En ajoutant du sel à l'eau, atteignant aussi peu que 0,3 ‰, l'absorption de nitrite est inhibée.

   Le nitrate (NO3-) est le produit final du procédé de nitrification et, bien qu'il soit considéré comme inoffensif, des concentrations élevées (supérieures à 100 mg/L) semblent avoir un impact négatif sur la croissance et la conversion des aliments pour animaux. Si l'échange d'eau nouvelle dans le système est maintenu très bas, le nitrate s'accumule et des niveaux inacceptables seront atteints. Une façon d'éviter l'accumulation est d'augmenter l'échange d'eau nouvelle, de sorte que la concentration élevée est diluée à un niveau inférieur et sans problème.

   D'un autre côté, toute l'idée de la recirculation est d'économiser de l'eau et, dans certains cas, d'économiser de l'eau est un objectif majeur. Dans de telles circonstances, les concentrations de nitrates peuvent être réduites par dénitrification. Dans des conditions normales, une consommation d'eau de plus de 300 litres par kg d'aliment utilisé est suffisante pour diluer la concentration de nitrates. L'utilisation de moins de 300 litres d'eau par kg d'aliment rend l'utilisation de la dénitrification digne d'être envisagée.

   La bactérie dénitrifiante la plus prédominante est appelée Pseudomonas. Il s'agit d'un procédé anaérobie (sans oxygène) réduisant le nitrate en azote atmosphérique. En fait, ce procédé élimine l'azote de l'eau dans l'atmosphère, ce qui réduit la charge d'azote dans l'environnement environnant. Le procédé nécessite une source organique (carbone), par exemple de l'alcool de bois (méthanol) qui peut être ajouté à une chambre de dénitrification. En pratique, 2,5 kg de méthanol sont nécessaires pour chaque kg de nitrate (NO3-N) dénitrifié.

   Le plus souvent, la chambre de dénitrification est équipée d'un média biofiltre conçu avec un temps de séjour de 2-4 heures. Le débit doit être contrôlé de manière à maintenir la concentration d'oxygène en sortie à environ 1 mg/L. Si l'oxygène est complètement épuisé, il y aura une production importante de sulfure d'hydrogène (H2S), ce qui est extrêmement toxique pour les poissons et aussi une mauvaise odeur (oeuf pourri). La production de boues qui en résulte est assez élevée, et l'unité doit être lavée à contre-courant, généralement une fois par semaine.

    

   _Figure 2.10 Déplacement des supports de lit à gauche et des supports fixes à droite. _

   Les biofiltres sont généralement construits à l'aide d'un support plastique donnant une surface élevée par m^3^ de biofiltre. Les bactéries se développeront sous forme de film mince sur le milieu, occupant ainsi une surface extrêmement grande. Le but d'un biofiltre bien conçu est d'atteindre une surface aussi élevée que possible par m^3^ sans emballer le biofiltre si serré qu'il sera bouché par la matière organique en cours d'exploitation. Il est donc important d'avoir un pourcentage élevé d'espace libre pour passer l'eau et d'avoir un bon débit global à travers le biofiltre ainsi qu'une procédure de lavage à contre-courant suffisante. Ces procédures de lavage à contre-courant doivent être effectuées à des intervalles suffisants une fois par semaine ou par mois en fonction de la charge sur le filtre. L'air comprimé est utilisé pour créer de la turbulence dans le filtre, où la matière organique est arrachée. Le biofiltre est manqué pendant la procédure de lavage, et l'eau sale du filtre est drainée et déchargée avant que le biofiltre ne soit raccordé au système.

   Les biofiltres utilisés dans les systèmes de recirculation peuvent être conçus comme des filtres à lit fixe ou des filtres à lit mobile. Tous les biofiltres utilisés aujourd'hui en recirculation fonctionnent comme des unités immergées sous l'eau. Dans le filtre à lit fixe, le support plastique est fixe et ne bouge pas. L'eau traverse le milieu comme un flux laminaire pour entrer en contact avec le film bactérien. Dans le filtre à lit mobile, le média plastique se déplace dans l'eau à l'intérieur du biofiltre par un courant créé par pompage dans l'air. En raison du mouvement constant du média, les filtres à lit mobiles peuvent être emballés plus dur que les filtres à lit fixes, ce qui permet d'atteindre un taux de rotation plus élevé par m3 de biofiltre. Il n'y a cependant pas de différence significative dans le taux de rotation calculé par m2 (surface du filtre), car l'efficacité du film bactérien dans l'un ou l'autre des deux types de filtres est plus ou moins la même. Dans le filtre à lit fixe, cependant, les fines particules organiques sont également éliminées car ces substances adhèrent au film bactérien. Le filtre à lit fixe agira donc également comme une unité de filtration mécanique fine éliminant les matières organiques microscopiques et laissant l'eau très claire. Le filtre à lit mobile n'aura pas le même effet que la turbulence constante de l'eau rendra toute adhérence impossible.

    

    

   _Figure 2.11 Lit mobile (en haut) et biofiltres à lit fixe (en bas) . _

   Les deux systèmes de filtration peuvent être utilisés dans le même système, ou ils peuvent être combinés ; en utilisant le lit mobile pour économiser de l'espace et le lit fixe pour bénéficier de l'effet d'adhérence. Il existe plusieurs solutions pour la conception finale des systèmes de biofiltration en fonction de la taille de la ferme, des espèces à cultiver, de la taille des poissons, etc.

   Dégazage, aération et décapage

   Avant que l'eau retombe vers les réservoirs de poissons, les gaz accumulés, qui sont préjudiciables au poisson, doivent être enlevés. Ce processus de dégazage est effectué par aération de l'eau, et la méthode est souvent appelée décapage. L'eau contient du dioxyde de carbone (CO2) provenant de la respiration des poissons et des bactéries présentes dans le biofiltre aux concentrations les plus élevées, mais de l'azote libre (N2) est également présent. L'accumulation de dioxyde de carbone et d'azote gazeux aura des effets néfastes sur le bien-être et la croissance des poissons. Dans des conditions anaérobies, on peut produire du sulfure d'hydrogène (H2S), en particulier dans les systèmes d'eau salée. Ce gaz est extrêmement toxique pour les poissons, même en faibles concentrations, et les poissons seront tués si le sulfure d'hydrogène est généré dans le système.

   L'aération peut être réalisée en pompant de l'air dans l'eau par laquelle le

   contact turbulent entre les bulles d'air et l'eau expulse les gaz. Cette aération sous-marine permet de déplacer l'eau en même temps, par exemple si un système de puits d'aération est utilisé (voir fig. 2.12).

    

   _Figure 2.12 Système de puits d'aération. _

    

   _Figure 2.13 Photo et dessin du filtre filtrant enveloppé dans un revêtement en plastique bleu pour éliminer les éclaboussures sur le sol (Billund Akvakulturservice, Danemark). Le procédé d'aération et de décapage est également appelé décapage CO2. Le milieu dans le filtre filtrant se compose généralement du même type de média que celui utilisé dans les biofiltres à lit fixe (voir figure 2.10). _

   Cependant, le système de puits d'aération n'est pas aussi efficace pour éliminer les gaz que le système de filtre à filtre, également appelé dégazeur. Dans le système de ruissellement, les gaz sont éliminés par contact physique entre l'eau et le milieu plastique empilés dans une colonne. L'eau est amenée vers le haut du filtre sur une plaque de distribution avec des trous, puis évacuée à travers le milieu plastique pour maximiser la turbulence et le contact, ce que l'on appelle le processus de décapage.

   Oxygénation

   Le processus d'aération de l'eau, qui est le même processus physique que le dégazage ou le décapage, ajoutera de l'oxygène à l'eau par un simple échange entre les gaz dans l'eau et les gaz dans l'air en fonction du niveau de saturation de l'oxygène dans l'eau. L'équilibre de l'oxygène dans l'eau est de saturation à 100%. Lorsque l'eau a traversé les bassins à poissons, la teneur en oxygène a été abaissée, généralement jusqu'à 70 %, et la teneur est encore réduite dans le biofiltre. L'aération de cette eau apportera généralement la saturation jusqu'à environ 90%, dans certains systèmes 100% peut être atteint. Une saturation en oxygène supérieure à 100 % dans l'eau d'entrée des bassins à poissons est cependant souvent préférable afin d'avoir suffisamment d'oxygène disponible pour une croissance élevée et stable des poissons. Les niveaux de saturation supérieurs à 100 % nécessitent un système utilisant de l'oxygène pur.

    

   _Figure 2.14 Cône d'oxygène pour dissoudre l'oxygène pur à haute pression et capteur (sonde) pour mesurer la saturation en oxygène de l'eau. Source : Groupe AKVA/Oxyguard International. _

   L'oxygène pur est souvent livré dans des réservoirs sous forme d'oxygène liquide, mais peut également être produit à la ferme dans un générateur d'oxygène. Il existe plusieurs façons de faire de l'eau super-saturée avec une teneur en oxygène atteignant 200-300%. Typiquement, des systèmes à cône à oxygène haute pression ou des systèmes à oxygène basse tête, tels que des plates-formes à oxygène, sont utilisés. Le principe est le même. L'eau et l'oxygène pur sont mélangés sous pression, ce qui oblige l'oxygène à pénétrer dans l'eau. Dans le cône d'oxygène, la pression est accomplie avec une pompe créant une pression élevée d'environ 1,4 bar dans le cône. Le pompage de l'eau sous pression dans le cône d'oxygène consomme beaucoup d'électricité. Dans la plate-forme d'oxygène, la pression est beaucoup plus faible, généralement jusqu'à environ 0,1 bar, et l'eau est simplement pompée à travers la boîte mélangeant eau et oxygène. La différence entre les deux types de systèmes est que la solution de cône d'oxygène n'utilise qu'une partie de l'eau circulante pour l'enrichissement en oxygène, alors que la plate-forme d'oxygène est utilisée pour le flux de recirculation principal souvent en combinaison avec le pompage global de l'eau dans le système.

    

   _Figure 2.15 Plate-forme d'oxygène pour dissoudre l'oxygène pur à basse pression tout en pompant l'eau autour de la ferme. Le système augmente généralement le niveau d'oxygène dissous à un peu plus de 100 % lors de l'entrée dans les réservoirs, en fonction des débits et de la conception de la ferme. Source : FREA Aquaculture Solutions

   Quelle que soit la méthode utilisée, le processus doit être contrôlé à l'aide de la mesure de l'oxygène. La meilleure façon de le faire est de faire mesurer la sonde à oxygène après le système d'oxygénation à la pression atmosphérique normale, par exemple dans une chambre de mesure livrée par le fournisseur. Cela rend la mesure plus facile que si elle était faite sous pression, car la sonde devra être nettoyée et étalonnée de temps en temps.

   Lumière ultraviolette

   La désinfection UV fonctionne en appliquant de la lumière dans des longueurs d'onde qui détruisent l'ADN dans les organismes biologiques. En aquaculture, les bactéries pathogènes et les organismes unicellulaires sont ciblés. Le traitement est utilisé à des fins médicales depuis des décennies et n'a pas d'impact sur le poisson car le traitement UV de l'eau est appliqué à l'extérieur de la zone de production de poisson. Il est important de comprendre que les bactéries se développent si rapidement dans la matière organique que le contrôle du nombre de bactéries dans les fermes piscicoles traditionnelles a un effet limité. Le meilleur contrôle est obtenu lorsque la filtration mécanique efficace est combinée à une biofiltration complète pour éliminer efficacement la matière organique de l'eau de procédé, ce qui rend le rayonnement UV efficace.

   La dose UV peut être exprimée en plusieurs unités différentes. L'un des plus utilisés est le micro-watt-secondes par cm^2^ (µWS/cm2). L'efficacité dépend de la taille et de l'espèce des organismes cibles et de la turbidité de l'eau. Pour lutter contre les bactéries et les virus, l'eau doit être traitée avec environ 2 000 à 10 000 µWs/cm^2 pour tuer 90 % des organismes, les champignons auront besoin de 10 000 à 100 000 et les petits parasites de 50 000 à 200 000 µWs/cm2.

    

   _Figure 2.16 Systèmes de traitement UV fermés et ouverts : à installer respectivement dans un système de tuyauterie fermée et dans un système à canal ouvert. Source : ULTRAAQUA. _

   L'éclairage UV utilisé en aquaculture doit fonctionner sous l'eau pour donner une efficacité maximale, les lampes installées à l'extérieur de l'eau auront peu ou pas d'effet en raison de la réflexion de la surface de l'eau.

   Ozone

   L'utilisation de l'ozone (O3) dans la pisciculture a été critiquée parce que l'effet d'un surdosage peut causer de graves dommages aux poissons. Dans les exploitations agricoles situées à l'intérieur des bâtiments, l'ozone peut également être nocif pour les personnes qui travaillent dans la région, car il peut inhaler trop d'ozone. Un dosage correct et un contrôle de la charge ainsi qu'une bonne ventilation sont donc essentiels pour obtenir un résultat positif et sûr.

   Le traitement de l'ozone est un moyen efficace de détruire les organismes indésirables par l'oxydation intense de la matière organique et des organismes biologiques. Dans la technologie de traitement de l'ozone, les microparticules sont décomposées en structures moléculaires qui se lient de nouveau ensemble et forment des particules plus grosses. Par cette forme de floculation, les solides microscopiques en suspension trop petits pour être capturés peuvent maintenant être retirés du système au lieu de passer par les différents types de filtres du système de recirculation. Cette technologie est également appelée polissage à l'eau car elle rend l'eau plus claire et exempte de tout solide en suspension et de bactéries éventuelles qui y adhèrent. Ceci est particulièrement approprié dans les systèmes d'écloserie et d'alevinage qui poussent de petits poissons, qui sont sensibles aux microparticules et aux bactéries dans l'eau.

   Le traitement de l'ozone peut également être utilisé lorsque l'eau d'entrée dans un système de recirculation doit être désinfectée.

   Il convient de mentionner que, dans de nombreux cas, le traitement UV est une bonne alternative sûre à l'ozone.

   Régulation du pH

   Le processus de nitrification dans le biofiltre produit de l'acide, de sorte que le niveau de pH diminue. Afin de maintenir un pH stable, une base doit être ajoutée à l'eau. Dans certains systèmes, une station de mélange de chaux est installée qui égoutte l'eau de chaux dans le système et stabilise ainsi le pH. Un système de dosage automatique régulé par un pH-mètre avec une impulsion de retour à une pompe posologique est une autre option. Avec ce système, il est préférable d'utiliser de l'hydroxyde de sodium (NaOH) car il est facile à manipuler et facilite l'entretien du système. L'hydroxyde de sodium est un puissant alcalin qui peut gravement brûler les yeux et la peau. Des précautions de sécurité doivent être prises, et des lunettes et des gants doivent être portés lors de la manipulation de ces acides et d'autres bases solides.

    

   _Figure 2.17 Pompe doseuse pour la régulation du pH par dosage prédéfini de NaOH. La pompe peut être connectée à un capteur de pH pour une régulation entièrement automatique du niveau de pH. _

   Régulation de la température de l'eau

   Le maintien d'une température optimale de l'eau dans le système de culture est très important, car le taux de croissance du poisson est directement lié à la température de l'eau. L'utilisation de l'eau d'admission est un moyen assez simple de réguler la température de jour en jour. Dans un système de recirculation intérieure, la chaleur s'accumulera lentement dans l'eau, car l'énergie sous forme de chaleur est libérée du métabolisme des poissons et de l'activité bactérienne dans le biofiltre. La chaleur due au frottement dans les pompes et à l'utilisation d'autres installations s'accumulera également. Les températures élevées dans le système sont donc souvent un problème dans un système intensif de recirculation. En ajustant la quantité d'eau fraîche fraîche dans le système, la température peut être régulée d'une manière simple.

   Si le refroidissement par l'utilisation de l'eau d'admission est limité, une pompe à chaleur peut être utilisée. La pompe à chaleur utilisera la quantité d'énergie normalement perdue dans l'eau de décharge ou dans l'air sortant de la ferme. L'énergie est ensuite utilisée pour refroidir l'eau circulante à l'intérieur de la ferme. Une façon similaire de réduire les coûts de chauffage/refroidissement peut être obtenue en récupérant l'énergie par l'utilisation d'un échangeur de chaleur. L'énergie dans l'eau de décharge de la ferme est transférée dans l'eau d'admission froide ou vice versa. Ceci est fait en passant les deux cours d'eau dans l'échangeur de chaleur où l'eau de sortie chaude perdra de l'énergie et chauffera l'eau d'admission froide, sans mélanger les deux flux. Également sur le système de ventilation, un échangeur de chaleur pour l'air peut être monté en utilisant l'énergie provenant de l'air sortant et en le transférant à l'air entrant, réduisant ainsi considérablement le besoin de chauffage.

   Dans les climats froids, le chauffage de l'eau peut être nécessaire. La chaleur peut provenir de n'importe quelle source comme une chaudière au pétrole ou au gaz et est, indépendamment de la source d'énergie, connectée à un échangeur de chaleur pour chauffer l'eau recirculée. Les pompes à chaleur sont une solution de chauffage respectueuse de l'environnement et peuvent utiliser l'énergie pour le chauffage de l'océan, d'une rivière, d'un puits ou de l'air. Il peut même être utilisé pour transférer l'énergie d'un système de recirculation à un autre, et ainsi chauffer un système et refroidir un autre. Habituellement, il utilise l'énergie provenant de l'océan par exemple à l'aide d'un échangeur de chaleur en titane, déplace l'énergie vers la recirculation qui demande le chauffage et libère la chaleur à travers un autre échangeur de chaleur.

   Pompes

   Différents types de pompes sont utilisés pour faire circuler l'eau de procédé dans le système. Le pompage nécessite normalement une quantité importante d'électricité, et de faibles hauteurs de levage et des pompes efficaces et correctement installées sont importantes pour réduire au minimum les coûts de fonctionnement.

   Le levage de l'eau ne devrait se faire qu'une seule fois dans le système, de sorte que l'eau circule par gravité jusqu'au puisard de la pompe. Les pompes sont le plus souvent placées devant le système de biofiltre et le dégazeur au fur et à mesure que le processus de préparation de l'eau commence ici. Dans tous les cas, des pompes doivent être placées après la filtration mécanique pour éviter de casser les solides provenant des bassins à poissons.

   Le calcul de la hauteur totale de levage pour le pompage est la somme de la hauteur de levage réelle et des pertes de pression dans les conduites, les coudes de tuyaux et autres raccords. C'est aussi appelé la tête dynamique. Si l'eau est pompée à travers un biofiltre submergé avant de tomber dans le dégazeur, il faudra également tenir compte d'une contre-pression du biofiltre. Les détails sur la mécanique des fluides et les pompes dépassent le cadre du présent guide.

    

   _Figure 2.18 Pompes de levage de type KPL pour un levage efficace de grandes quantités d'eau. Les pompes de levage sont souvent utilisées pour pomper le débit principal dans le système de recirculation. Une sélection correcte de la pompe est importante pour réduire les coûts de fonctionnement. Le contrôle de fréquence est une option pour réguler le débit exact nécessaire en fonction de la production de poisson. H est la hauteur de levage et Q est le volume d'eau soulevé. _

   Source : Grundfos

    

   Figure 2.19 Pompes centrifuges de type NB pour pomper de l'eau lorsque des pressions élevées ou des hauteurs de levage élevées sont nécessaires. La gamme des pompes centrifuges est large, de sorte que ces pompes sont également utilisées efficacement pour le pompage à des hauteurs de levage plus basses. Les pompes centrifuges sont souvent utilisées dans les systèmes de recirculation pour pomper les flux secondaires comme par exemple les flux à travers les systèmes UV ou pour atteindre une pression élevée dans les cônes d'oxygène. H est la hauteur de levage et Q est le volume d'eau soulevé. Source : Grundfos

   La hauteur totale de levage dans la plupart des systèmes de recirculation intensifs est d'environ 2 à 3 mètres, ce qui rend l'utilisation de pompes basse pression plus efficace pour pomper le débit principal autour. Cependant, le processus de dissolution de l'oxygène pur dans l'eau de procédé nécessite des pompes centrifuges car ces pompes sont capables de créer la haute pression requise dans le cône. Dans certains systèmes, où la hauteur de levage du débit principal est très faible, l'eau est entraînée sans l'utilisation de pompes en soufflant de l'air dans des puits d'aération. Dans ces systèmes, le dégazage et le mouvement de l'eau sont réalisés en un seul processus, ce qui permet de réduire les hauteurs de levage. L'efficacité du dégazage et du déplacement de l'eau n'est cependant pas nécessairement meilleure que celle du pompage de l'eau au-dessus du dégazeur, car l'efficacité des puits d'aération en termes d'utilisation de l'énergie et de rendement de dégazage est inférieure à celle des pompes de levage et de décapage ou de coupage de l'eau.

   Surveillance, contrôle et alarmes

   La pisciculture intensive nécessite une surveillance et un contrôle étroits de la production afin de maintenir des conditions optimales pour le poisson en tout temps. Les défaillances techniques peuvent facilement entraîner des pertes importantes, et les alarmes sont des installations vitales pour sécuriser l'opération.

   Dans de nombreuses fermes modernes, un système de contrôle central peut surveiller et contrôler les niveaux d'oxygène, la température, le pH, les niveaux d'eau et les fonctions motrices. Si l'un des paramètres se déplace hors des valeurs d'hystérésis prédéfinies, un processus de démarrage/arrêt essaiera de résoudre le problème. Si le problème n'est pas résolu automatiquement, une alarme démarre. L'alimentation automatique peut également faire partie intégrante du système de commande central. Cela permet de coordonner précisément le moment de l'alimentation avec une dose plus élevée d'oxygène à mesure que la consommation d'oxygène augmente pendant l'alimentation. Dans les systèmes moins sophistiqués, la surveillance et le contrôle ne sont pas entièrement automatiques, et le personnel devra effectuer plusieurs ajustements manuels.

   Quoi qu'il en soit, aucun système ne fonctionnera sans la surveillance du personnel travaillant sur la ferme. Le système de commande doit donc être équipé d'un système d'alarme qui appellera le personnel en cas de défaillance majeure. Un temps de réaction inférieur à 20 minutes est recommandé, même dans les situations où des systèmes de secours automatiques sont installés.

    

   _Figure 2.20 Une sonde à oxygène (Oxyguard) est étalonnée dans l'air avant d'être abaissée dans l'eau pour la mesure en ligne de la teneur en oxygène de l'eau. La surveillance peut être informatisée avec un grand nombre de points de mesure et de contrôle d'alarme. _

   Système d'urgence

   L'utilisation de l'oxygène pur comme support est la précaution de sécurité numéro un. L'installation est simple et se compose d'un réservoir de rétention pour l'oxygène pur et d'un système de distribution avec diffuseurs installés dans tous les réservoirs. En cas de défaillance de l'alimentation électrique, une vanne magnétique se retire et l'oxygène sous pression s'écoule vers chaque réservoir pour maintenir le poisson en vie. Le débit envoyé aux diffuseurs doit être réglé au préalable, de sorte que l'oxygène dans le réservoir de stockage en situation d'urgence dure suffisamment longtemps pour que l'échec soit corrigé à temps.

    

   _Figure 2.21 Réservoir d'oxygène et générateur électrique de secours. _

   Pour sauvegarder l'alimentation électrique, un générateur électrique alimenté par carburant est nécessaire. Il est très important de mettre en service les pompes principales le plus rapidement possible, car l'ammoniac excrété du poisson s'accumulera jusqu'à des niveaux toxiques lorsque l'eau ne circule pas sur le biofiltre. Il est donc important de faire circuler l'eau dans une heure environ.

   Eau d'admission

   L'eau utilisée pour la recirculation doit de préférence provenir d'une source exempte de maladies ou être stérilisée avant d'entrer dans le système. Dans la plupart des cas, il est préférable d'utiliser l'eau d'un forage, d'un puits ou quelque chose de similaire que d'utiliser l'eau provenant directement d'une rivière, d'un lac ou de la mer. Si un système de traitement de l'eau d'admission doit être installé, il se compose généralement d'un filtre à sable pour la microfiltration et d'un système UV ou d'ozone pour la désinfection.

   *Source : Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture, 2015, Jacob Bregnballe, A Guide to Recirculation Aquaculture, http://www.fao.org/3/a-i4626e.pdf. Reproduit avec la permission. *

3. Espèces de poissons en recirculation

   Original publication 2015 · Publié pour la première fois sur FarmHub Learn 2020-07-15 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   Un système de recirculation est une affaire coûteuse à construire et à exploiter. Il y a concurrence sur les marchés du poisson et la production doit être efficace pour réaliser des bénéfices. La sélection des bonnes espèces pour produire et la construction d'un système qui fonctionne bien revêtent donc une grande importance. Essentiellement, l'objectif est de vendre le poisson à un prix élevé et, en même temps, de maintenir le coût de production au niveau le plus bas possible.

   La température de l'eau est l'un des paramètres les plus importants lorsque l'on examine la faisabilité de la pisciculture, car les poissons sont des animaux à sang froid. Cela signifie que les poissons ont la même température corporelle que la température de l'eau environnante. Les poissons ne peuvent pas réguler leur température corporelle comme les porcs, les vaches ou d'autres animaux d'élevage. Les poissons ne poussent tout simplement pas bien lorsque l'eau est froide ; plus l'eau est chaude, meilleure est la croissance. Différentes espèces ont des taux de croissance différents selon la température de l'eau, et les poissons ont également des limites de température létale supérieure et inférieure. L'agriculteur doit s'assurer de garder ses stocks dans ces limites, sinon le poisson mourra.

    

   _Figure 3.1 Taux de croissance de la truite arc-en-ciel à 6 degrés et à 16 degrés Celsius en fonction de la taille des poissons. _

   Une autre question qui affecte la faisabilité de l'élevage de poissons est la taille du poisson cultivé dans la ferme. À n'importe quelle température, les petits poissons ont un taux de croissance plus élevé que les gros poissons. Cela signifie que les petits poissons peuvent prendre plus de poids au cours de la même période que les gros poissons — voir figure 3.1.

   Les petits poissons convertissent également l'alimentation des poissons à un meilleur rythme que les gros poissons (voir figure 3.2). Une croissance plus rapide et une utilisation plus efficace des aliments pour animaux auront évidemment une influence positive sur les coûts de production, car ils sont réduits par kilo de poisson produit. Cependant, la production de petits poissons n'est qu'une étape dans l'ensemble du processus de production jusqu'au poisson commercialisable. Naturellement, tous les poissons produits dans la pisciculture ne peuvent pas être de petits poissons, et le potentiel de culture de petits poissons est donc limité. Néanmoins, lors de la discussion sur le type de poisson à produire dans les systèmes de recirculation, la réponse, avant tout, sera de petits poissons. Il est tout simplement logique d'investir de l'argent dans la production d'alevins, parce que vous tirez davantage de votre investissement lorsque vous cultivez de petits poissons.

   Le coût d'atteindre et de maintenir la température optimale de l'eau tout au long de l'année dans une installation de recirculation est de l'argent bien dépensé. Le maintien des poissons dans des conditions d'élevage optimales donnera un taux de croissance beaucoup plus élevé que les conditions souvent sous-optimales dans la nature. En outre, il est important de noter que tous les avantages de l'eau propre, des niveaux d'oxygène suffisants, etc. dans un système de recirculation ont un effet positif sur le taux de survie, la santé des poissons, etc., ce qui en fin de compte donne un produit de haute qualité.

    

   _Figure 3.2 Taux de conversion des aliments (FCR) de la truite arc-en-ciel dans un système de recirculation, en fonction du poids des poissons à 15-18 degrés Celsius. _

   Comparé à d'autres animaux d'élevage, il y a une grande variété de poissons, et de nombreuses espèces de poissons différentes sont cultivées. En comparaison, le marché des porcs, des bovins ou des poulets n'est pas diversifié de la même manière que le poisson. Le consommateur ne demande pas différentes espèces de porcs, de bovins ou de poulets, il demande simplement des coupes ou des tailles différentes. Mais en ce qui concerne le poisson, le choix des espèces est large, et le consommateur a l'habitude de choisir parmi une gamme de poissons différents, une situation qui rend de nombreuses espèces de poissons différentes intéressantes aux yeux de n'importe quel agriculteur. Au cours de la dernière décennie, une centaine d'espèces aquatiques ont été introduites dans l'aquaculture et le taux de domestication des espèces aquatiques est environ cent fois plus rapide que celui de la domestication des plantes et des animaux sur terre.

   En ce qui concerne le volume mondial de la production de poissons d'élevage, le tableau n'est pas favorable à une production multi-espèces. Il ressort de la figure 3.3 que la carpe, dont nous ne parlons que de 5 sous-espèces différentes, est de loin la plus dominante. Le saumon et la truite sont les suivants en ligne, et ce n'est que deux espèces. Le reste représente une dizaine d'espèces. Il faut donc se rendre compte que, bien qu'il y ait beaucoup d'espèces à cultiver, seules quelques-unes d'entre elles deviennent de véritables réussites à l'échelle mondiale. Cependant, cela ne signifie pas que toutes les nouvelles espèces de poissons introduites dans l'aquaculture sont des échecs. Il suffit de se rendre compte que le volume mondial de production de nouvelles espèces est limité et que le succès et les échecs de la culture de ces espèces dépendent en grande partie des conditions du marché. La production d'un petit volume d'une espèce de poisson prestigieuse pourrait bien être rentable car elle a un prix élevé. Cependant, parce que le marché des espèces prestigieuses

    

   Figure 3.3 Répartition de la production mondiale de fruits de mer d'élevage en 2013. Source : FAO

   est limitée, le prix peut bientôt baisser si la production et donc la disponibilité du produit augmente. Il peut être très rentable d'être la première et la seule sur le marché avec une nouvelle espèce en aquaculture. D'autre part, il s'agit également d'une entreprise risquée avec un degré élevé d'incertitude tant sur le plan de la production que sur celui du développement du marché.

   Lors de l'introduction de nouvelles espèces en aquaculture, il faut aussi se rappeler que ce sont des espèces sauvages qui sont capturées et testées en aquaculture. La domestication est le plus souvent une tâche longue et gênante. Il y a de nombreux impacts, qui influenceront le rendement de la croissance, comme une variation génétique élevée du taux de croissance, du taux de conversation alimentaire, du taux de survie et des problèmes de maturation précoce et de susceptibilité à la maladie. Il est donc très probable que la performance des poissons de la nature ne correspond pas aux attentes de l'aquaculteur. En outre, des virus dans les stocks sauvages peuvent être introduits, dont certains n'apparaissent qu'après plusieurs années de reproduction, ce qui donne lieu à une expérience démoralisante.

   Donner des recommandations générales sur les espèces à cultiver dans les systèmes de recirculation n'est pas une tâche facile. De nombreux facteurs influencent le succès d'une entreprise piscicole. Par exemple, les coûts locaux de construction, le coût et la stabilité de l'approvisionnement en électricité, la disponibilité de personnel qualifié, etc. Deux questions importantes doivent cependant être posées avant de discuter de toute autre question : les espèces de poissons considérées ont-elles la capacité de bien fonctionner dans une installation de recirculation ? y a-t-il un marché pour cette espèce qui va chercher un prix assez élevé et à des volumes assez importants pour rendre le projet rentable.

   On peut répondre à la première question d'une manière relativement simple : vu d'un point de vue biologique, tout type de poisson élevé avec succès dans l'aquaculture traditionnelle peut tout aussi facilement être élevé en recirculation. Comme nous l'avons mentionné, l'environnement à l'intérieur de la ferme piscicole recirculée peut être ajusté pour répondre aux besoins exacts des espèces élevées. La technologie de recirculation en soi n'est pas un obstacle à l'introduction de nouvelles espèces. Le poisson poussera tout aussi bien, et souvent même mieux, dans une unité de recirculation. Il est plus difficile de savoir si elle aura de bons résultats d'un point de vue économique, car cela dépend des conditions du marché, des investissements et des coûts de production et de la capacité de croissance rapide de l'espèce. L'élevage de poissons dont les taux de croissance sont généralement faibles, comme les espèces d'eau extrêmement froide, rend difficile la production annuelle justifiant les investissements réalisés dans l'installation.

   La question de savoir si les conditions de marché sont favorables pour une espèce donnée élevée dans un système de recirculation dépend fortement de la concurrence des autres producteurs. Et cela ne se limite pas aux producteurs locaux ; le commerce du poisson est une activité mondiale et la concurrence est mondiale aussi. La truite cultivée en Pologne pourrait bien avoir à rivaliser avec le poisson-chat du Vietnam ou le saumon des fermes de Norvège, car le poisson est facilement distribué partout dans le monde à faible coût.

   Il a toujours été recommandé d'utiliser des systèmes de recirculation pour produire du poisson coûteux, car un prix de vente élevé laisse place à des coûts de production plus élevés. Un bon exemple est l'industrie de l'anguille où un prix de vente élevé permet des coûts de production relativement élevés. D'autre part, on observe une forte tendance à utiliser des systèmes de recirculation aussi pour les espèces de poissons à bas prix comme la truite ou le saumon.

   Le concept danois d'exploitation de truites de recirculation est un bon exemple de systèmes de recirculation entrant dans un segment de prix relativement bas, comme la truite à portion. Cependant, il est nécessaire que ces systèmes de production soient énormes, fonctionnant en volumes de 1 000 tonnes et plus, pour être compétitifs. À l'avenir, peut-être, dans certaines régions où l'élevage de gros saumons passera de l'élevage en cage marine à des installations de recirculation terrestres pour des raisons environnementales. Même un produit de poisson à prix extrêmement bas comme le tilapia deviendra probablement rentable de croître dans une sorte de système de recirculation à mesure que la lutte pour l'eau et l'espace s'intensifiera.

   La pertinence de l'élevage d'espèces de poissons spécifiques en recirculation dépend de nombreux facteurs différents, tels que la rentabilité, les préoccupations environnementales et l'adéquation biologique. Dans les tableaux ci-dessous, les espèces de poissons ont été regroupées en différentes catégories selon la faisabilité commerciale de les cultiver dans un système de recirculation.

   Il convient de mentionner que pour les petits poissons, l'utilisation de la recirculation est toujours recommandée, car les petits poissons poussent plus rapidement et sont donc particulièrement adaptés à un environnement contrôlé jusqu'à ce qu'ils aient atteint la taille de l'ongrowing.

   De bonnes performances biologiques et des conditions de marché acceptables rendent les poissons suivants intéressants pour la production à la taille du marché en aquaculture de recirculation :

   Les prix bas du marché rendent difficile la production des poissons suivants avec un profit dans l'aquaculture de recirculation, et de bons efforts de commercialisation et de vente sont importants :

   Il est très difficile de cultiver ces poissons à une échelle commerciale viable en aquaculture de recirculation ou en aquaculture en général, parce qu'il est soit difficile de gérer biologiquement ou/et en raison de conditions de marché difficiles :

   *Source : Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture, 2015, Jacob Bregnballe, A Guide to Recirculation Aquaculture, http://www.fao.org/3/a-i4626e.pdf. Reproduit avec la permission. *

4. Planification et mise en œuvre des

   Original publication 2015 · Publié pour la première fois sur FarmHub Learn 2020-07-15 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   L'idée de construire une ferme piscicole de recirculation est souvent basée sur des points de vue très différents sur ce qui est important et ce qui est intéressant. Les gens ont tendance à se concentrer sur les choses qu'ils savent déjà ou sur les choses qu'ils trouvent les plus excitantes, et dans le processus oublient d'autres aspects du projet.

   Cinq grandes questions doivent être abordées avant de lancer un projet :

   • Prix de vente et marché du poisson en question

   • Sélection du site, y compris les licences des autorités

   • Conception du système et technologie de production

   • Effectif comprenant un gestionnaire engagé

   • Financer le projet complet jusqu'à une entreprise en cours d'exécution.

   Prix de vente et marché

   La première chose est de savoir si le poisson peut être vendu à des prix acceptables et en quantité suffisante. Il est donc important de procéder à une enquête de marché appropriée avant de prendre d'autres mesures. Les prix des poissons dans les magasins sont très différents des prix que vous recevrez à l'extérieur de la ferme. Apporter du poisson de la ferme pour l'exposer au supermarché est un long processus impliquant des procédures de mise à mort, d'éviscération, d'emballage et de transport. Les coûts peuvent être importants et les coûts doivent être inclus dans les calculs globaux. Le supermarché et les intermédiaires prendront leur part du profit, et la perte de poids due à l'éviscération du poisson fera bien sûr une différence significative dans le poids final du poisson pour lequel vous êtes payé.

   Sélection du site et licence

   La sélection d'un bon site est extrêmement importante. Bien que la technologie de recirculation prétend économiser de l'eau, le besoin d'eau dans la pisciculture est évident. L'eau souterraine est de loin la source d'eau la plus préférée, en raison de sa pureté et de sa température relativement froide. L'eau provenant directement des rivières, des lacs ou de la mer n'est pas recommandée. Si l'eau de mer est utilisée, il est conseillé de construire des drains de sable ou d'utiliser de l'eau de forage. Le choix du site est également directement lié à la charge de travail lorsqu'il s'agit d'obtenir l'approbation des autorités locales, régionales ou nationales pour construire une pisciculture. Trop souvent, on sous-estime combien de temps et combien il est difficile d'obtenir une autorisation pour évacuer l'eau d'une pisciculture. Bien que l'eau de rejet ait été traitée à fond et que toutes les particules aient été enlevées, l'eau de rejet nutritive est toujours un sujet de préoccupation pour les autorités. Il est conseillé de faire réaliser un avant-projet afin que les autorités compétentes puissent être consultées en temps voulu pour obtenir des permis de construction, d'utilisation de l'eau, de décharge, etc.

   Conception et technologie du système

   De nombreux pisciculteurs ont tendance à concevoir et à construire eux-mêmes des systèmes ou des solutions, ce qui, à première vue, est compréhensible car vous voulez réduire les coûts et faire intégrer vos propres idées. La meilleure solution consiste cependant à s'adresser à un fournisseur de systèmes professionnel et à discuter des idées pour la technologie à l'esprit, et à trouver ensemble la solution optimale pour la construction de la ferme. Le pisciculteur devrait consacrer son temps à l'exploitation et à l'optimisation de l'exploitation piscicole au lieu de s'impliquer dans des solutions techniques détaillées et des travaux de conception. Les fournisseurs de systèmes travaillent le plus souvent de manière très systématique en faisant passer le projet à flot de la conception de base à la construction et au démarrage final de la ferme. Certains fournisseurs de systèmes soutiennent même la gestion quotidienne de l'exploitation agricole et les procédures opérationnelles afin d'assurer un transfert adéquat et un succès à long terme.

   Force de travail

   Il est essentiel de trouver des employés qualifiés pour que la gestion de la ferme soit bien prise en charge. Il est de la plus haute importance de trouver un gestionnaire de ferme opérationnel, pleinement engagé dans le travail et désireux de réussir autant que les actionnaires. Les poissons sont des créatures vivantes et nécessitent une gestion rigoureuse au quotidien pour grandir dans un environnement sain et sain. Les erreurs ou la mauvaise gestion auront immédiatement un impact énorme sur la production et le bien-être du poisson. Au fur et à mesure que l'industrie aquacole se développe et se professionnalise, le besoin d'employés bien formés devient évident. La formation et l'éducation occupent de plus en plus une place importante dans l'aquaculture moderne.

    

   Figure 4.1 Flux de l'idée de projet au produit fin

   Financement

   Les besoins de financement de l'ensemble du projet sont souvent sérieusement sous-estimés. Les coûts d'investissement sont très élevés lors de la construction et du démarrage d'une nouvelle pisciculture, et les investisseurs semblent oublier que la culture du poisson à la taille du marché exige de la patience. Le temps qui s'écoule entre le début de la construction et le premier remboursement du poisson vendu prend généralement de un à deux ans. Les flux de trésorerie sont donc lents au début, et il est recommandé de stocker plus de poissons dans le système au début de la phase et de vendre ce nombre excédentaire de poissons à une taille plus petite la première année jusqu'à ce que la logistique de production ait atteint la production journalière prévue de volumes et de tailles. Une autre question importante est de tenir compte de tous les coûts lors de l'estimation des besoins totaux en investissements et en fonds de roulement, et de disposer d'une réserve pour éventualités en cas de dysfonctionnements ou de besoins imprévus. Dans un système de recirculation, la technologie et le fonctionnement biologique sont interdépendants. Cela signifie que si l'une des solutions technologiques n'a pas été installée, est sous-dimensionnée ou ne fonctionne pas, le principe de recirculation en souffrira gravement. En fin de compte, cela aura une incidence sur le bien-être et la croissance des poissons, ce qui se traduira par une mauvaise qualité des poissons et une production inférieure aux prévisions.

   Afin d'obtenir une vue d'ensemble systématique de l'ensemble du projet, un plan d'affaires devrait être élaboré. Il n'entre pas dans le cadre du présent guide d'entrer dans les détails sur la façon de rédiger un plan d'affaires ou sur la façon de mener une étude de marché à cet égard. Des informations détaillées sur ces sujets doivent être recherchées ailleurs. Cependant, un projet de plan d'affaires ainsi que des exemples de budgets et de calculs financiers sont donnés afin de guider le lecteur et de le sensibiliser aux difficultés rencontrées lors de la mise en place d'un projet piscicole.

   1. **Résumé : **

   Objectif, mission et clés du succès

   2. Résumé de l'entreprise :

   Propriété de l'entreprise, partenaires

   3. Produits :

   Analyse des produits

   4. Résumé de l'analyse du marché :

   Comment est la segmentation sur le marché ?

   Quel sera le marché cible ?

   De quoi le marché a-t-il besoin ? Des concurrents ?

   5. **Résumé de la stratégie et de la mise en œuvre

   Avantage concurrentiel

   Stratégie de vente Prévision des ventes

   6. Résumé de gestion

   Plan du personnel et entreprise

   Organisation

   7. Plan financier

   Hypothèses importantes Analyse du seuil de rentabilité

   Bénéfice et perte prévus

   Flux de trésorerie et bilan

   _Figure 4.2 Principaux éléments d'un plan d'affaires (modifié à partir de Palo Alto Software Ltd.) . _

   Une introduction à la création d'une entreprise et des exemples de plans d'affaires sont disponibles sur des ressources comme :

   www.bplans.com

   www.bplans.co.uk

   Il est également important de planifier en détail la production du poisson et d'incorporer le plan soigneusement dans les budgets. Le plan de production est le document de travail de base lorsqu'il s'agit du succès ou de l'échec de la production.

   Le plan de production devrait être révisé régulièrement, car les poissons d'élevage obtiennent le plus souvent de meilleurs résultats ou de pires résultats dans la pratique que prévu en théorie. L'élaboration d'un plan de production consiste essentiellement à calculer la croissance du stock de poissons, généralement d'un mois à l'autre. Plusieurs logiciels sont disponibles pour le calcul et la planification de la production. Ils sont toutefois tous basés sur le calcul de l'intérêt en utilisant le taux de croissance en pourcentage par jour du poisson en question. Le taux de croissance dépend de l'espèce de poisson, de la taille du poisson et de la température de l'eau. Différentes espèces de poissons ont des températures d'élevage optimales différentes selon leur habitat naturel, et les poissons plus petits ont des taux de croissance plus élevés que les poissons plus gros.

   L'apport alimentaire et le taux de conversion de l'aliment (FCR) de l'aliment font bien sûr partie intégrante de ces calculs. Une façon facile d'aborder le plan de production consiste à obtenir une table d'alimentation pour le poisson en question. Ces tableaux sont disponibles auprès des fabricants d'aliments pour animaux, et les tableaux tiennent compte des espèces de poissons, de la taille des poissons et de la température de l'eau (voir figure 4.3).

   Diviser le taux d'alimentation par le FCR vous donnera le taux de croissance du poisson. Le gain de poids d'un jour à l'autre peut être calculé en utilisant le calcul des intérêts exprimés par :

   Kn= K0 (1+r)n

   où « n » est le nombre de jours, « K0 » est le poids du poisson au jour 0, « Kn » est le poids du poisson au « n » e jour et « r » le taux de croissance. Un poisson de 100 grammes de croissance à 1,2% par jour pèsera en 28 jours :

   $K 28 jours = K100 gram (1+0,012) ^28^ ^jours^$

    \ = 100 (1,012) ^28^ = 139,7 gramme

   Quelle que soit la taille ou le nombre de poissons, cette équation peut être utilisée pour calculer la croissance du stock de poissons, établir un plan de production précis et incorporer le moment de classer et de diviser le poisson en plusieurs réservoirs. En outre, il faut se rappeler de soustraire les pertes dans la population lors de l'élaboration du plan de production. Il est conseillé de calculer sur une base mensuelle et d'utiliser un facteur de mortalité d'environ 1 % par mois, selon l'expérience acquise. Un mois ne devrait pas être calculé comme 30 jours complets car il y aura normalement des jours dans un mois où les poissons ne sont pas nourris en raison de procédures de gestion, c'est pourquoi 28 jours sont utilisés dans l'exemple ci-dessus.

   _Figure 4.3 Exemple de taux d'alimentation recommandé pour différentes tailles d'esturgeon, exprimé en pourcentage du poids du poisson à différentes températures de l'eau. L'alimentation doit être adaptée à la stratégie de production et aux conditions d'élevage, de même qu'au choix du type d'aliment. L'alimentation selon le niveau recommandé donnera le meilleur FCR, ce qui permet d'économiser les coûts d'alimentation et de réduire l'excrétion. Le fait de pousser le taux d'alimentation à un niveau plus élevé favorisera la croissance au détriment d'une FCR plus élevée. Source : BioMar. _

   Pour résumer les budgets requis dans le plan d'affaires, il s'agit notamment des suivants :

   • Budget d'investissement (CAPEX)

   (dépenses d'équipement, dépenses d'équipement totales)

   • Budget des dépenses opérationnelles (OPEX)

   (dépenses opérationnelles, gestion de l'entreprise)

   • Budget de trésorerie

   (liquidité, activités en cours et en cours d'exécution)

   _Figure 4.4 Exemple de budget d'investissement pour un système interne entièrement recirculation avec des chiffres estimés en pourcentage. Le coût de la distribution variera en fonction du type de réseau, de l'espèce de poisson et de l'emplacement. _

   Il est toujours conseillé de consulter un comptable professionnel pour établir des budgets complets afin de rendre compte de toutes les dépenses. Un budget bien documenté est également nécessaire pour convaincre les investisseurs, obtenir un prêt bancaire et approcher les institutions de financement.

   Le budget d'investissement dépend fortement de la construction de l'usine de recirculation, qui dépend à nouveau du pays et des conditions locales dans la zone de construction. Un exemple de budget d'investissement avec des chiffres estimés en pourcentage est illustré à la figure 4.4. L'achat de terrains n'est pas inclus.

   Les coûts de construction dépendent non seulement des coûts locaux de construction, mais aussi des espèces de poissons et de la taille de la ferme. Les coûts dépendent également fortement de la question de savoir si le système d'élevage doit reproduire tous les stades de poissons ou seulement la phase de grossissement, et si le système doit être installé ou non à l'intérieur d'un bâtiment. Ces décisions dépendent du climat, des espèces de poissons, du but de la production, etc. Il y a une tendance évidente que plus le taux de recirculation est élevé, plus il est nécessaire d'installer le système à l'intérieur d'un bâtiment.

    

   _Figure 4.5 Exemple de répartition des coûts d'une grande ferme pour la truite de taille partielle (2 000 tonnes/an) qui prend des alevins et les cultive à 300 à 500 grammes. Le coût total de production par kilo de poisson vivant produit est inférieur à 2 EUR par kg. Le coût total d'investissement pour un tel système interne entièrement recirculation est d'environ 4 EUR par kg de production (8 millions de dollars au total). EUR) . _

   En règle générale, le coût total de l'investissement total atteindra jusqu'à 12-14 euros par kg produit pour les systèmes internes de 100 tonnes par an avec toutes les installations telles que l'écloserie, le sevrage, l'alevinage et le grossissement. Plus la taille de récolte du poisson est grande, plus le coût d'investissement est élevé, car la culture de poissons plus gros nécessite plus d'espace pour le système et les réservoirs pour produire le même tonnage par rapport aux poissons plus petits. Ainsi, les systèmes de production de gros poissons, tels que le saumon de taille marchande de 4 à 5 kg, atteindront également 12 à 14 euros par kg produit par an. À l'autre extrémité de l'échelle, les systèmes de recirculation à l'extérieur moins avancés utilisés uniquement pour le grossissement final de poissons de petite taille, tels que la truite à portion, coûteront environ 4 à 5 EUR par kg produit par an lorsqu'ils sont conçus pour 1 000 tonnes ou plus.

   En ce qui concerne l'achat de terres, l'empreinte d'une usine de recirculation dépend également des espèces de poissons et de l'intensité de la production. En général, l'empreinte d'une installation de recirculation est d'environ 1 000 m^2 pour 100 tonnes de poisson. Plus la production totale est grande, plus la superficie nécessaire pour 100 tonnes produites est petite, car les réservoirs sont plus grands et peuvent être construits plus profondément. Une grande exploitation piscicole de 1 000 tonnes ne nécessitera donc que 7 000 m2. Plus de terres seront souvent nécessaires pour les travaux environnants tels que la prise d'eau, le traitement des rejets d'eau, le chargement des poissons, les routes, etc.

   À partir de la figure 4.5, il est intéressant de noter que la consommation d'énergie n'est que de 7% des coûts. Il est bien sûr important de se concentrer sur la consommation d'électricité, mais ce n'est en aucun cas le coût dominant. En fait, cela équivaut à de nombreuses fermes traditionnelles où l'utilisation de roues à aubes, de pompes de retour, de cônes d'oxygène et d'autres installations consomment une quantité importante d'énergie.

   Le coût des aliments pour animaux est de loin le coût le plus dominant, ce qui signifie également que la bonne gestion est le facteur le plus important. L'amélioration de la FCR aura un impact significatif sur l'efficacité de la production.

   Comme dans les autres secteurs de production alimentaire, plus l'unité de production est importante, plus le coût de production par unité produite est faible. Il en va de même pour la pisciculture. Cependant, il semble que le fait de rendre les systèmes de production beaucoup plus grands que 2 000 tonnes par an n'entraîne pas une réduction significative des coûts d'investissement. Le passage de quelques centaines de tonnes par an à un millier de tonnes entraîne cependant des réductions significatives des coûts, tant en ce qui concerne les investissements que les coûts d'exploitation. L'avantage de l'augmentation de la taille de l'exploitation dépend grandement de l'espèce qui est élevée, et la manière d'accroître la production doit être soigneusement étudiée.

   L'annexe contient une liste de contrôle des problèmes biologiques et techniques qui peuvent influer sur la mise en œuvre d'un système de recirculation. Cette liste de contrôle est la plus appropriée pour identifier les détails et les obstacles éventuels lorsque le projet est sur le point d'être réalisé.

   *Source : Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture, 2015, Jacob Bregnballe, A Guide to Recirculation Aquaculture, http://www.fao.org/3/a-i4626e.pdf. Reproduit avec permission. *

5. Exécution d'un système de recirculation

   Original publication 2015 · Publié pour la première fois sur FarmHub Learn 2020-07-15 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   

   _Figure 5.1 La qualité et le débit de l'eau dans les filtres et les bassins à poissons doivent être examinés visuellement et fréquemment. L'eau est répartie sur la plaque supérieure d'un filtre traditionnel (dégazeur) et répartie uniformément à travers les trous de la plaque vers le bas à travers le média filtrant. _

   Le passage de la pisciculture traditionnelle à la recirculation change considérablement les routines quotidiennes et les compétences nécessaires à la gestion de la ferme. Le pisciculteur est maintenant devenu gestionnaire du poisson et de l'eau. La tâche de gérer l'eau et de maintenir sa qualité est devenue tout aussi importante, sinon plus, que celle de s'occuper des poissons. La façon traditionnelle de faire le travail quotidien sur une ferme traditionnelle a changé en réglage fin d'une machine qui fonctionne constamment 24 heures sur 24. La surveillance automatique de l'ensemble du système permet à l'agriculteur d'avoir accès à l'information sur la ferme en tout temps, et un système d'alarme sera appelé en cas d'urgence.

   Routines et procédures

   Les routines et procédures de travail les plus importantes sont énumérées ci-dessous. Beaucoup plus de détails se produiront dans la pratique, mais le schéma global devrait être clair. Il est essentiel de faire une liste avec toutes les routines à vérifier chaque jour, ainsi que des listes à vérifier à intervalles plus longs.

   Quotidien ou hebdomadaire :

   • Examiner visuellement le comportement du poisson

   • Examiner visuellement la qualité de l'eau (transparence/turbidité)

   • Vérifier l'hydrodynamique (débit) dans les citernes

   • Vérifier la distribution de l'alimentation des machines d'alimentation

   • Retirer et enregistrer les poissons morts

   • Sortie de chasse des citernes si elles sont munies de tuyaux

   • Essuyer la membrane des sondes à oxygène

   • Enregistrement de la concentration réelle d'oxygène dans les citernes

   • Vérifier les niveaux d'eau dans les puisards de pompe

   • Vérifier la pulvérisation des buses sur les filtres mécaniques

   • Enregistrement de la température

   • Faire des tests d'ammoniac, de nitrite, de nitrate, de pH

   • Enregistrement du volume d'eau neuve utilisée

   • Vérifier la pression dans les cônes d'oxygène

   • Vérifier le NaOH ou la chaux pour la régulation du pH

   • Contrôle que les lumières UV fonctionnent

   • Enregistrez l'électricité (kWh) utilisée

   • Lire les informations des collègues sur le forum

   • Assurez-vous que le système d'alarme est allumé avant de quitter la ferme.

   Hebdomadaire ou mensuel :

   • Nettoyez les biofiltres selon le manuel

   • Vidange condenser l'eau du compresseur

   • Vérifier le niveau d'eau dans le réservoir tampon

   • Vérifier la quantité de O ~ 2~ restant dans le réservoir d'oxygène

   • Étalonnage du pH-mètre

   • Étalonnage des mangeoires

   • Étalonner les sondes O2 dans les bassins à poissons et le système

   • Vérifier les alarmes — faire des tests d'alarme

   • Vérifier que l'oxygène d'urgence fonctionne dans tous les réservoirs

   • Vérifier la défaillance ou la dissonance de toutes les pompes et moteurs

   • Vérifier les générateurs et faire un test de démarrage

   • Vérifiez que les ventilateurs pour les filtres filtrants sont en cours d'exécution

   • Graisser les roulements des filtres mécaniques

   • Rincer les buses de pulvérisation sur les filtres mécaniques

   • Rechercher des « eaux mortes » dans le système et prendre des précautions • Vérifier les puisards filtrants - aucune boue ne doit être observée.

    

   _Figure 5.2 Générateur d'oxygène Le contrôle et l'entretien des installations spéciales doivent être pris en charge. _

   6-12 mois :

   • Nettoyer le stérilisateur UV, changer les lampes chaque année
   • Changer les filtres à huile et à huile et le filtre à air sur le compresseur
   • Vérifiez si les tours de refroidissement sont propres à l'intérieur
   • Vérifier si le dégazeur est sale et propre si nécessaire
   • Nettoyer soigneusement le biofiltre si nécessaire
   • Entretien des sondes à oxygène
   • Changement des buses de la barre de pulvérisation dans les filtres mécaniques
   • Changez les plaques de filtre dans les filtres mécaniques.

   Qualité de l'eau

   La gestion du système de recirculation nécessite un enregistrement et un ajustement continus pour atteindre un environnement parfait pour les poissons d'élevage. Pour chaque paramètre concerné, il existe certaines marges pour ce qui est biologiquement acceptable. Tout au long du cycle de production, chaque section de la ferme devrait, si possible, être fermée et redémarrée pour un nouveau lot de poissons. Les changements dans la production affectent le système dans son ensemble, mais surtout le biofiltre est sensible aux dessèchements ou à d'autres altérations. Dans la figure 5.3, l'effet sur la concentration de composés azotés quittant un biofiltre nouvellement démarré peut être observé. Des fluctuations se produiront pour de nombreux autres paramètres dont le plus important peut être vu à la figure 5.4. Dans certaines situations, les paramètres peuvent atteindre des niveaux défavorables ou même toxiques pour les poissons. Cependant, il est impossible de donner des données exactes sur ces niveaux, étant donné que la toxicité

    

   _Figure 5.3 Fluctuations de la concentration de différents composés azotés à partir du démarrage d'un biofiltre. _

   Guide de recirculation de l'aquaculture

   dépend de différentes choses, telles que les espèces de poissons, la température et le pH. Les poissons s'adaptent le plus souvent aux conditions environnementales du système et tolèrent ainsi des niveaux plus élevés de certains paramètres, tels que le dioxyde de carbone, le nitrate ou le nitrite. Le plus important est d'éviter les changements soudains dans les paramètres physiques et chimiques de l'eau.

   La toxicité du pic de nitrite peut être éliminée en ajoutant du sel au système. Une concentration de sel dans l'eau de seulement 0,3 o/o (ppm) est suffisante pour inhiber la toxicité du nitrite. Les niveaux suggérés pour différents paramètres physiques et chimiques de la qualité de l'eau dans un système de recirculation sont présentés à la figure 5.4.

   | Paramètre | Formule | Unité | Normal | Niveau défavorable | | : —: | — | — | — | | Température | | °C | Selon l'espèce | | | Oxygène | O2 |% | 70-100 | < 40 and > 250 | | Azote | N2 |% de saturation | 80-100 | > 101 | | Dioxyde de carbone | CO2 | mg/L | 10-15 | > 15 | | Ammonium | NH4^+^ | mg/L | 0-2,5 (influence du pH) | > 2,5 | | Ammoniac | NH3 | mg/L | < 0.01 (pH influence) | > 0,025 | | Nitrite | NO2^-^ | mg/L | 0-0,5 | > 0,5 | | Nitrate | NO3^-^ | mg/L | 100-200 | >300 | | pH | | | 6,5-7,5 | < 6.2 and > 8,0 | | Alcalinité | | mmol/L | 1-5 | < 1 | | Phosphore | PO4^3-^ | mg/L | 1-20 | | Matières solides en suspension | SS | mg/L | 25 | > 100 | | DCO | DCO | Mg/L | 25-100 | | | DBO | DBO | mg/L | 5-20 | > 20 | | Humus | | | 98-100 | | | Calcium | Ca^++^ | mg/L | 5-50 | |

   _Figure 5.4 Niveaux préférables pour différents paramètres physiques et chimiques de la qualité de l'eau dans un système de recirculation. _

   Entretien des biofiltres

   Le biofiltre doit fonctionner en permanence dans des conditions optimales afin de garantir une qualité d'eau élevée et stable dans le système. Voici un exemple de procédures d'entretien du biofiltre.

    

   _Figure 5.5 Dessin principal du biofiltre en plastique polyéthylène (PE). Normalement, les biofiltres PE sont placés au-dessus du niveau du sol, munis d'une soupape d'évacuation des boues pour faciliter le rinçage et le nettoyage. L'eau des boues est conduit au système de traitement des eaux usées en dehors de l'aquaculture recirculati on system. L'image de droite révèle la taille d'un grand biofiltre PE. Source : Groupe AKVA. _

   L'entretien des biofiltres comprend :

   • Brossez la plaque supérieure toutes les deux semaines pour éviter le développement de bactéries et d'algues et éventuellement bloquer les trous dans la plaque supérieure perforée.

   • Brossez et nettoyez les utilisateurs de microbulles diff dans la conduite d'eau du procédé de la dernière chambre de biofiltre à microparticules toutes les deux semaines

   • Programme régulier de surveillance et de nettoyage

    

   _Figure 5.6 Le schéma d'écoulement dans le biofiltre PE multichambre représenté va de gauche à droite et en amont dans chaque chambre. La plus grande partie de la matière organique est éliminée par des bactéries hétérotrophes dans la première chambre. La faible charge organique qui en résulte dans ces dernières chambres assure un biofilm nitrifiant mince pour convertir l'ammoniac en nitrate. La dernière chambre est appelée un filtre à microparticules et est conçue pour éliminer les particules très fines qui n'ont pas été enlevées par le filtre mécanique. Source : Groupe AKVA. _

   Les paramètres suivants doivent être vérifiés régulièrement :

   • Vérifier la distribution des bulles d'air dans chacune des chambres du biofiltre. Au fil du temps, le biofiltre accumulera de la matière organique, ce qui aura un impact sur la distribution des bulles d'air et augmentera la taille des bulles

   • Vérifier la hauteur entre le niveau de la surface de l'eau dans le biofiltre et le bord supérieur de la paroi du cylindre PE pour identifier les changements de débit à travers le biofiltre et le filtre à microparticules

   • Mesurer régulièrement les paramètres de qualité de l'eau les plus pertinents pour le biofiltre

   • Surveiller de près le volume restant de base ou d'acide utilisé pour le dosage.

   Nettoyage et rinçage pour l'élimination des boues dans le biofiltre

   Un mélange de matière inorganique, de biofilms délogés et d'autres matières organiques difficiles à décomposer par les micro-organismes peut s'accumuler sous le biofiltre. Cela devrait être éliminé par le système d'élimination des boues placé dans les chambres.

   Pour l'élimination des boues, suivez le protocole ci-dessous :

   • Contourner le biofiltre PE qui doit être nettoyé

   • Ouvrir la soupape de décharge de sortie pendant quelques secondes (env. 10 sec.)

   • Si la pompe à boues est installée : Pomper les boues du biofiltre PE et vérifier la présence d'une coloration brune dans l'eau

   • Poursuivre cette procédure pour tous les biofiltres et filtres à microparticules (et éteindre la boue une fois terminée). Veillez à ce qu'il n'y ait pas de siphonnage des chambres du biofiltre via la pompe à boues. S'il y a une possibilité de perdre de l'eau de cette façon, fermez toutes les soupapes de décharge de sortie.

   Nettoyage simple du biofiltre à l'air

   Deux fois par semaine, il est recommandé d'appliquer un protocole de nettoyage simple. Dans cette procédure, les biofiltres PE sont nettoyés à l'air.

   Pour un biofiltre simple, suivez le protocole ci-dessous :

   • Ne pas changer le flux vers le biofiltre

   • Ouvrir les vannes de nettoyage d'air sur le premier biofiltre PE

   • Vérifiez que le ventilateur de nettoyage est prêt à fonctionner. Activer cette souffleuse

   • Diriger tout l'air de nettoyage vers le biofiltre 1 pendant 10-15 minutes. Le flux d'eau de procédé à travers le biofiltre transfère les matières organiques desserrées dans la chambre suivante

   • Diriger tout l'air de nettoyage vers le prochain biofiltre PE pendant 10 à 15 minutes. Continuez la procédure jusqu'au dernier biofiltre. Exclure le filtre à microparticules

   • Toute la matière organique desserrée trouve son chemin vers le filtre à microparticules.

   Nettoyage du filtre à microparticules

   La régularité du nettoyage du filtre à microparticules dépend de la charge sur le système. À titre indicatif, il est recommandé de nettoyer le filtre à microparticules chaque semaine.

   Pour un nettoyage simple du filtre à microparticules, suivez le protocole ci-dessous :

   • Arrêter le flux à travers les biofiltres PE

   • Réduire le niveau d'eau à 100 mm au-dessous de la plaque supérieure du filtre à microparticules à l'aide de la soupape d'évacuation des boues (utiliser la pompe à boues si disponible)

   • Fermez les vannes de nettoyage d'air de toutes les chambres de biofiltre PE. Ouvrez la vanne de nettoyage de l'air de la chambre du filtre à micro

   • Vérifiez auprès de l'ingénieur que le ventilateur de nettoyage est prêt à fonctionner. Désactiver cette souffleuse

   • Dirigez tout l'air de nettoyage vers le filtre à microparticules pendant 30 minutes. Ce volume d'air augmente le niveau d'eau à proximité des boîtes de sortie. L'eau fautive ne doit pas être autorisée à sortir de la boîte de sortie

   • Après le déchargement de nettoyage, l'ensemble du volume du filtre à microparticules selon le protocole décrit pour le rinçage des boues.

   Nettoyage en profondeur du biofiltre

   Si la différence de tête entre les chambres de biofiltre et/ou de microparticules augmente et que la différence de tête normale ne peut pas être rétablie par un nettoyage normal, une procédure de nettoyage en profondeur du biofiltre est nécessaire. Utilisez des mesures régulières dans chaque chambre de biofiltre, entre le haut du niveau d'eau et le bord supérieur du cylindre PE pour identifier les problèmes d'écoulement à travers le biofiltre et le filtre à microparticules.

   Avant de terminer un rinçage profond, éteignez l'aération dans la chambre donnée pendant deux heures avant de terminer le nettoyage. La chambre donnée agira alors comme un filtre à microparticules pendant cette courte période de collecte des déchets supplémentaires qui doivent être évacués pendant le processus de nettoyage. À titre indicatif, il est recommandé que toutes les zones des biofiltres soient nettoyées en profondeur tous les mois.

   Pour le nettoyage profond des filtres biofiltrants, suivez le protocole ci-dessous :

   • Arrêter le flux à travers les biofiltres PE

   • Utiliser une forte aération pendant 30 minutes dans le (s) filtre (s) à nettoyer. Ensuite, vider complètement le (s) filtre (s) donné (s) en utilisant le protocole décrit pour le rinçage des boues.

   Nettoyage de l'hydroxyde de sodium (NaOH)

   Si un blocage sévère dans le système de biofiltre est identifié, effectuer un nettoyage à l'hydroxyde de sodium. Un blocage sévère peut être identifié par des problèmes continus de différence de tête entre les chambres, des signes d'aération inégale à travers le haut de la chambre et/ou des performances réduites du biofiltre.

   Pour un nettoyage à l'hydroxyde de sodium, suivez le protocole ci-dessous :

   • Vide la section de filtre

   • Recharge d'eau douce et d'une solution d'hydroxyde de sodium (NaOH, ajustée au pH 12)

   • Laisser agir pendant une heure avec aération, puis vider à nouveau le filtre en utilisant le protocole décrit pour le rinçage des boues.

   Ce traitement ne doit être nécessaire que si le biofiltre n'a pas fait l'objet d'un entretien régulier. Il faudra plusieurs jours (environ 10-15 jours) jusqu'à ce que la chambre nettoyée à l'hydroxyde de sodium soit de retour à pleine capacité.

   Problèmes de résolution des problèmes de biofiltre :

   Figure 5.7 Tableau des problèmes avec raisons et solutions possibles.

   Précautions

   L'eau qui est sous aération a une densité plus faible que l'eau normale rendant la natation impossible \ !

   Un opérateur ne doit marcher que sur les plaques supérieures du biofiltre tout en portant un harnais de sécurité \ ! Des chaussures correctes doivent être portées, et des précautions doivent être prises sur la surface extrêmement glissante \ !

   Suivez toutes les instructions en ce qui concerne les procédures de sécurité pour l'utilisation d'outils, de produits chimiques, de machines ou de tout autre

   Contrôle de l'oxygène

   L'oxygène dissous (OD) est l'un des paramètres les plus importants de la pisciculture, et il est important de comprendre la relation entre la saturation en % et la mg/l. Lorsque l'eau est saturée d'air, elle a un OD de saturation de 100%. Une surveillance correcte des niveaux d'oxygène dans la ferme est essentielle pour le rendement global des poissons.

   La teneur en oxygène en milligramme d'oxygène par litre d'eau dépend de la température et de la pression barométrique. À une pression barométrique de 1 013 mbar, 100% saturation est égale à 14,6 mg/l à 0 °C, mais seulement 6,4 mg/l à 40 °C. Cela signifie que dans l'eau froide, il y a beaucoup plus d'oxygène disponible pour les poissons que dans l'eau chaude. Ainsi, l'élevage du poisson en eau chaude nécessite une surveillance et un contrôle de l'oxygène encore plus intenses que l'élevage en eau froide.

    

   _Figure 5.8 : Concentration en mg/l à 100% de l'oxygène dissous (OD) dans l'eau douce. La concentration est plus élevée dans l'eau froide que dans l'eau chaude. _

   _Figure 5.9 Oxygène dissous dans l'eau douce en mg/l à 100 % de saturation en oxygène. _

   Il existe également une différence entre la disponibilité de l'oxygène dissous dans l'eau douce et celle de l'eau salée. Dans l'eau douce, la disponibilité en oxygène est plus élevée que dans l'eau salée (voir figures 5.9 et 5.10).

   _Figure 5.10 Oxygène dissous dans l'eau salée en mg/l à une saturation en oxygène de 100 %. _

   L'équipement moderne dispose de capteurs de température et de pression barométrique pour vous donner des valeurs correctes en tout temps. Si vous mesurez l'oxygène dans l'eau salée, écrivez simplement le niveau de salinité dans le menu du compteur d'oxygène et le compteur s'ajuste automatiquement en conséquence.

   Cela signifie que l'étalonnage d'un compteur d'oxygène portatif, par exemple, est assez simple.

   Allumez le Polaris. Il devrait montrer 100.5%. De petites variations peuvent être dues à des changements dans l'humidité ou dans la concentration réelle d'oxygène de l'air. Si l'étalonnage est nécessaire et que l'essuyage de la membrane ne permet pas de sélectionner « Calibrate » et d'appuyer sur « OK » pour démarrer. La progression est affichée à l'écran. Lorsque « Calibration terminée » est affiché, appuyez sur « OK ». Si l'étalonnage est bloqué et qu'un message d'erreur apparaît, vous pouvez choisir la précision d'étalonnage « Champ » ou forcer un étalonnage en maintenant « OK » enfoncée lorsque « Calibrate — Veuillez patienter » est affiché. Le résultat ne sera pas nécessairement précis — « Calibrate »

    

   _Figure 5.11 Compteur d'oxygène Polaris pratique pour mesurer la teneur en oxygène de l'eau en mg/l et% de saturation. _

   _Source : Oxyguard International. _

   clignote à l'écran lors des mesures. Réétalonner dans des conditions plus stables lorsque cela est possible.

   Réglez la salinité en utilisant les boutons fléchés, « OK » et « Esc » pour régler la salinité sur celle de l'eau dans laquelle vous mesurez. Ensuite, les mesures mg/l et% sat sont correctes.

   Pour mesurer, allumez le Polaris et plongez la sonde dans l'eau. Dans l'eau calme déplacer la sonde, 5-10 cm/sec est suffisant. Après utilisation, rincer la sonde à l'eau propre et essuyer le compteur si elle est humide. Si une erreur se produit alors « Erreur », « Avertissement » ou « Calibrate » clignote à l'écran. Plus d'informations sont affichées dans la liste d'état — voir « Liste d'état ».

   Polaris bloquera l'étalonnage si les conditions ne conviennent pas — un message d'erreur sera affiché. Le changement ou la basse température peuvent, par exemple, rendre difficile l'étalonnage à l'extérieur. La sensibilité de la vérification automatique peut être modifiée — voir « Précision de l'étalonnage ».

   Des mesures précises nécessitent un étalonnage précis, ce qui nécessite à son tour des conditions stables. Polaris vérifie et autorise l'étalonnage uniquement si les conditions sont stables.

   La sensibilité de cette vérification peut être modifiée — voir « Précision de l'étalonnage ».

   Lorsqu'il n'est pas utilisé, stocker Polaris dans sa poche dans un endroit où la température est modérée et stable. Il sera alors facile de vérifier l'étalonnage et, si nécessaire, de le réétalonner avec la sonde dans la poche au même endroit avant de mettre Polaris en service.

   Notez que si « Renovate Sonde » clignote dans l'écran, la sonde doit être rénovée.

   Éducation et formation

   La gestion de la pisciculture est tout aussi importante que l'installation de la bonne technologie. Sans des personnes bien éduquées et formées, l'efficacité de la ferme ne deviendra jamais satisfaisante. La pisciculture en général exige un large éventail de compétences, allant de la gestion des stocks de géniteurs et de l'écloserie, du sevrage et de l'allaitement des larves de poisson, de la production d'alevins et d'alevins jusqu'au grossissement des poissons de taille marchande.

   La formation et l'éducation sont disponibles sous de nombreuses formes, depuis les cours pratiques jusqu'aux études universitaires. Une combinaison de théorie et de pratique est la meilleure combinaison pour acquérir une compréhension globale de la façon d'exploiter un système d'aquaculture de recirculation.

   Voici une liste des domaines qui devraient être pris en considération lors de l'élaboration d'un programme éducatif.

   Chimie fondamentale de l'eau

   Comprendre les paramètres chimiques et physiques de base de l'eau importants pour l'exploitation agricole, tels que l'ammonium, l'ammoniac, le nitrite, le nitrate, le pH, l'alcalinité, le phosphore, le fer, l'oxygène, le dioxyde de carbone et la salinité.

   Technologie et gestion du système en général

   Comprendre les différentes conceptions de systèmes, les débits d'eau primaire et secondaire. Planification de la production, régimes d'alimentation, taux de conversion des aliments, relations de taux de croissance spécifiques, enregistrement et calcul de la taille, du nombre et de la biomasse des poissons.

   Connaissance des installations d'urgence et des procédures d'urgence.

   Consommables

   Comprendre la composition des aliments pour poissons, les calculs et la distribution de l'alimentation, les niveaux et sources de consommation d'eau, les consommations d'électricité et d'oxygène, les ajustements du pH par l'utilisation d'hydroxyde de sodium et de chaux.

   Lectures de paramètres et étalonnage

   Comprendre les mesures obtenues à partir de capteurs d'oxygène, de dioxyde de carbone, de pH, de température, de salinité, de pression, etc. Capacité de tester et de calculer les niveaux d'ammoniac, de nitrite, de nitrate, de TAN et de comprendre le cycle de l'azote. Étalonnage des dispositifs de mesure de l'oxygène, du pH, de la température, du dioxyde de carbone, de la salinité, du débit d'eau, etc.

   Machines et installations techniques

   Comprendre la mécanique et l'entretien requis pour le système, par exemple pour le filtre mécanique, le système de biofiltre, y compris le lit fixe et le lit mobile, les dégazeurs, les filtres filtrants et les filtres de dénitrification. Connaissance opérationnelle des systèmes UV, des pompes, des compresseurs, du contrôle de la température, du chauffage, du refroidissement, de la ventilation, des systèmes d'injection d'oxygène, des systèmes d'urgence d'oxygène, des générateurs d'oxygène et des systèmes de secours d'oxygène, des systèmes de régulation du pH, des systèmes de convertisseur de fréquence de pompe, des systèmes de générateurs électriques, des systèmes PLC et PC, systèmes d'alimentation automatiques.

   Connaissances opérationnelles

   Connaissance pratique du travail sur une ferme piscicole, y compris la manutention de géniteurs, d'œufs, de larves de poisson, d'alevins et d'alevins et le grossissement de gros poissons pour le marché. Expérience pratique de la manipulation du poisson, du classement, de la vaccination, du comptage et de la pesée, de la manutention de la mortalité, de la planification de la production et d'autres travaux quotidiens à la ferme. Comprendre l'importance des précautions de biosécurité, de l'hygiène, du bien-être des poissons, des maladies des poissons et des traitements corrects.

   Soutien à la gestion

   Lors du démarrage d'un système de recirculation, il y a beaucoup de choses à prendre en compte et il peut être difficile de prioriser et de se concentrer sur les bons éléments. Avoir le système opérationnel à un niveau optimal et à la pleine production est le plus souvent extrêmement difficile.

   La supervision ou le soutien à la gestion de la production journalière menée par un pisciculteur expérimenté professionnel peut être un moyen de surmonter la phase de démarrage et d'éviter une mauvaise gestion. De plus, l'éducation continue et la formation sur place du personnel agricole peuvent faire partie du soutien.

   Le pisciculteur devrait former une équipe de personnel qualifié pour gérer la pisciculture 24 heures sur 24, 7 jours sur 7. Les membres de l'équipe travailleront le plus souvent par quarts pour tenir compte de la surveillance de nuit et travailler les week-ends et les jours fériés.

   Le personnel de l'équipe devrait être composé de :

   • Un gestionnaire chargé de la gestion pratique quotidienne de l'exploitation piscicole

   • Assistants se référant au gestionnaire chargé des travaux pratiques sur la ferme en mettant l'accent sur l'élevage du poisson

   • Un ou plusieurs techniciens chargés de l'entretien et de la réparation des installations techniques

   • D'autres travailleurs pour des travaux divers devront le plus souvent être embauchés.

   Il est important de s'assurer que l'équipe dispose du temps nécessaire pour suivre une formation sur place afin d'optimiser ses compétences. Très souvent, la formation est négligée parce que le travail quotidien a une priorité plus élevée et qu'il ne semble pas y avoir de temps pour apprendre. Ce n'est cependant pas la bonne façon de construire une nouvelle entreprise. Toute chance d'accroître les connaissances et de travailler de manière plus efficace et professionnelle devrait avoir la plus haute priorité.

   Service et réparation

   Un programme d'entretien et d'entretien devrait être mis en place pour le système de recirculation afin de s'assurer que toutes les pièces fonctionnent en tout temps. Au début de ce chapitre, des routines ont été répertoriées et des précautions doivent être prises sur la façon de résoudre les dysfonctionnements. Il est recommandé de conclure des accords de service avec des fournisseurs de différents équipements pour avoir un service professionnel à portée de main et à intervalles réguliers.

   Il est également important d'assurer des livraisons efficaces de pièces détachées ainsi que des régimes de service. Un ensemble complet de pièces détachées pour les articles les plus importants ainsi que des machines de redondance telles que les pompes à eau et les soufflantes devraient être entreposés à la ferme pour une utilisation immédiate.

   *Source : Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture, 2015, Jacob Bregnballe, A Guide to Recirculation Aquaculture, http://www.fao.org/3/a-i4626e.pdf. Reproduit avec la permission. *

6. Traitement des eaux usées

   Original publication 2015 · Publié pour la première fois sur FarmHub Learn 2020-07-15 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   L'élevage du poisson dans un système de recirculation où l'eau est constamment réutilisée ne fait pas disparaître les déchets provenant de la production piscicole. La saleté ou les excrétions du poisson doivent encore se terminer quelque part.

    

   _Figure 6.1 Excrétion d'azote (N) et de phosphore (P) des poissons d'élevage. Notez la quantité de N excrétée sous forme de matière dissoute. Source : Biomar et Agence de protection de l'environnement, Danemark. _

   Les processus biologiques au sein du RAS réduiront à plus petite échelle la quantité de composés organiques, en raison de la simple dégradation biologique ou minéralisation au sein du système. Cependant, une charge importante de boues organiques provenant du RAS devra encore être traitée.

    

   _Figure 6.2 Croquis des débits à destination et en provenance d'un système d'aquaculture de recirculation. _

   La plupart des RAS auront un débordement d'eau de procédé pour équilibrer l'eau entrant et sortant du système. Cette eau est la même que celle dans laquelle les poissons nagent et n'est donc pas un polluant à moins que la quantité d'eau rejetée par le débordement ne soit excessive et que le rejet annuel par ce point augmente. Plus le taux de recirculation est intensif, moins l'eau sera évacuée par le débordement.

   Les eaux usées qui quittent le processus de recirculation proviennent généralement du filtre mécanique, où les matières fécales et autres matières organiques sont séparées dans la sortie de boues du filtre. Le nettoyage et le rinçage des biofiltres ajoutent également au volume total des eaux usées provenant du cycle de recirculation.

   Le traitement des eaux usées qui quittent le RAS peut se faire de différentes manières. Très souvent, un réservoir tampon est installé avant le système de traitement des boues, où les boues sont séparées de l'eau de rejet. Les boues seront acheminées vers une installation d'accumulation pour la sédimentation ou l'assèchement mécanique avant qu'elles ne se répandent sur la terre, généralement comme engrais et amélioration du sol dans les exploitations agricoles, ou elles peuvent être utilisées dans la production de biogaz pour produire de la chaleur ou de l'électricité. L'assèchement mécanique facilite également la manipulation des boues et réduit le volume, ce qui réduit le coût de l'élimination ou des frais éventuels.

    

   _Figure 6.3 Les voies des boues et de l'eau à l'intérieur et à l'extérieur d'un système de recirculation. Plus le taux de recirculation est élevé, plus la quantité d'eau sortant du système (ligne dott ed) est faible, et plus la quantité d'eaux usées à traiter est faible. Source : Hydrotech. _

    

   _Figure 6.4 Bande hydrotech utilisée comme traitement secondaire de l'eau pour l'assèchement des boues. _

    

   _Figure 6.5 Un lagon végétal placé après une exploitation de truites de recirculation au Danemark - avant et après la prolifération. Source : Per Bovbjerg, DTU Aqua. _

   Les eaux usées nettoyées provenant du traitement des boues ont généralement une forte concentration d'azote, alors que le phosphore peut être presque complètement éliminé dans le processus de traitement des boues. Cette eau de rejet est appelée eau de rejet, et est le plus souvent rejetée dans les environs, la rivière, la mer, etc. avec l'eau de débordement du RAS. La teneur en nutriments dans l'eau de rejet et dans l'eau de débordement peut être éliminée en l'orientant vers une lagune végétale, une zone racinaire ou un système d'infiltration, où les composés phosphore et azotés restants peuvent être encore réduits.

    

   _Figure 6.6 Le projet EcoFutura a exploré la possibilité de cultiver des tomates avec la culture du tilapia du Nil (Oreochromis niloticus). Source : Priva (Pays-Bas)

   Comme alternative, l'eau de rejet peut être utilisée comme engrais dans les systèmes aquaponiques. L'aquaponie est un système où les déchets du poisson sont utilisés pour cultiver des légumes, des plantes ou des herbes, généralement à l'intérieur des serres. Pour les grands systèmes piscicoles, il est recommandé d'utiliser les boues pour les terres agricoles et le biogaz, tandis que l'eau rejetée est utilisée pour l'aquaponie, car elle est plus simple à manipuler et à ajuster en fonction des cultures dans les serres.

   La teneur en azote dans l'eau de décharge peut également être éliminée par dénitrification. Comme il est décrit au chapitre 2, le méthanol est le plus couramment utilisé comme source de carbone pour ce procédé anaérobie, qui transforme le nitrate en azote libre dans l'atmosphère, éliminant ainsi le nitrate de l'eau de rejet. La dénitrification peut également être utilisée à l'intérieur du système de recirculation pour réduire la quantité de nitrate dans l'eau de procédé RAS afin de réduire la concentration de nitrates, réduisant ainsi le besoin de nouvelles eaux dans le système. L'utilisation de la dénitrification en dehors du système de recirculation est effectuée afin de réduire les rejets d'azote dans l'environnement. Comme alternative à l'utilisation du méthanol, l'eau de rejet provenant du système de traitement des boues peut être utilisée comme source de carbone. L'utilisation de l'eau de rejet comme source de carbone nécessite une gestion rigoureuse de la chambre de dénitrification, et le lavage et le nettoyage de la chambre peuvent devenir plus difficiles. Dans tous les cas, un système efficace de dénitrification peut réduire considérablement la teneur en azote dans l'eau de l'effluent.

   Il convient de noter que les poissons excrètent les déchets d'une manière différente de celle des autres animaux tels que les porcs ou les vaches. L'azote est principalement excrété sous forme d'urine par les branchies, tandis qu'une plus petite partie est excrétée par les fèces de l'anus. Le phosphore est excrété uniquement avec les matières fécales. La fraction principale de l'azote est donc complètement dissoute dans l'eau et ne peut pas être éliminée dans le filtre mécanique. L'élimination des matières fécales dans le filtre mécanique permettra d'attraper une plus petite partie de l'azote fixé dans les fèces et, dans une plus grande mesure, la quantité de phosphore. L'azote dissous restant dans l'eau sera converti dans le biofiltre principalement en nitrate. Sous cette forme, l'azote est facilement absorbé par les plantes et peut être utilisé comme engrais en agriculture ou simplement éliminé dans les lagunes ou les systèmes de zones racinaires.

   _Figure 6.7 Élimination de l'azote (N), du phosphore (P) et des solides en suspension (SS) du filtre mécanique. Source : Station de recherche halieutique de Bade-Wurtemberg, Allemagne. _

   Les matières fécales des bassins à poissons doivent s'écouler immédiatement dans le filtre mécanique sans être écrasées sur le chemin. Plus les matières fécales sont intactes et solides, plus la teneur en matières solides et autres composés est élevée. La figure 6.7 montre l'estimation de l'élimination de l'azote, du phosphore et des matières solides en suspension (matière organique) dans un filtre mécanique de 50 microns.

   Plus le taux de recirculation est élevé, moins d'eau nouvelle sera utilisée et moins d'eau de décharge devra être traitée. Dans certains cas, aucune eau ne retournera dans l'environnement environnant. Cependant, ce type de pisciculture « à décharge zéro » est coûteux à construire et les coûts de fonctionnement du traitement des déchets sont importants. En outre, le fonctionnement quotidien du traitement des déchets nécessitera une attention considérable pour le faire fonctionner efficacement. Pour la pisciculture à décharge zéro, il faut également savoir qu'une certaine quantité d'échange d'eau est toujours nécessaire pour empêcher l'accumulation de métaux et de composés phosphorés dans le système. En fin de compte, les autorités et le pisciculteur doivent convenir d'une autorisation de décharge permettant de protéger l'environnement tout en ayant une activité piscicole viable et économique.

   _Figure 6.8 Comparaison des rejets d'azote à différentes intensités de recirculation. Les calculs sont basés sur un exemple théorique d'un système de 500 tonnes/an avec un volume total d'eau de 4 000 m^3, où 3 000 m^3 est le volume des réservoirs de poissons. Ce n'est pas le degré de recirculation en soi qui réduit le rejet d'azote, mais l'application de la technologie de traitement des eaux usées. Cependant, un taux de recirculation plus intensif rend de plus en plus facile le traitement des eaux usées car elles sont réduites en volume. _

   La combinaison de la pisciculture intensive, qu'elle soit recirculation ou traditionnelle, avec des systèmes aquacoles étendus, comme par exemple la culture traditionnelle de la carpe, peut être un moyen facile de traiter les déchets biologiques. Les éléments nutritifs du système intensif sont utilisés comme engrais dans les vastes étangs lorsque l'excès d'eau provenant de la ferme intensive s'écoule vers la zone de l'étang de carpe. L'eau provenant de l'étendue de l'étang peut être réutilisée comme eau de traitement dans la ferme intensive. La croissance des algues et des plantes aquatiques dans les vastes étangs sera consommée par la carpe herbivore, qui en fin de compte sont récoltées et utilisées pour la consommation. Des conditions d'élevage efficaces sont obtenues dans le système intensif et l'impact sur l'environnement a été pris en compte en combinaison avec l'étendue de l'étang.

    

   _Figure 6.9 Systèmes d'élevage intensif et extensif combinés en Hongrie. Le nombre d'opportunités semble illimité. Source : Laszlo Varadi, Institut de recherche sur la pêche, l'aquaculture et l'irrigation (HAKI), Szarvas, Hongrie. _

   *Source : Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture, 2015, Jacob Bregnballe, A Guide to Recirculation Aquaculture, http://www.fao.org/3/a-i4626e.pdf. Reproduit avec la permission. *

7. Maladie

   Original publication 2015 · Publié pour la première fois sur FarmHub Learn 2020-07-15 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   Pour l'entrepreneur innovant, il y a plusieurs opportunités dans ce type d'aquaculture recyclée. L'exemple de la combinaison de différents systèmes agricoles peut être développé plus loin en entreprises récréatives, où la pêche sportive à la carpe ou la pêche à la truite peut faire partie d'une attraction touristique plus importante, y compris les hôtels, les restaurants de poissons et d'autres installations.

   Il existe de nombreux exemples de systèmes de recirculation fonctionnant sans aucun problème de maladie. En fait, il est possible d'isoler complètement une ferme piscicole de recirculation des agents pathogènes indésirables du poisson. Le plus important est de s'assurer que les œufs ou les poissons stockés dans l'établissement sont absolument exempts de maladies et de préférence issus d'une souche certifiée exempte de maladies. Assurez-vous que l'eau utilisée est exempte de maladies ou stérilisée avant d'entrer dans le système ; il est bien préférable d'utiliser l'eau provenant d'un trou de forage, d'un puits ou d'une source similaire que d'utiliser de l'eau provenant directement de la mer, de la rivière ou du lac. Veillez également à ce que personne qui pénètre dans la ferme n'apporte aucune maladie, qu'il s'agisse de visiteurs ou de personnel.

   Dans la mesure du possible, une désinfection complète du système doit être effectuée. Cela comprend toute nouvelle installation prête pour le tout premier démarrage ainsi que tout système existant qui a été vidé de poisson et qui est prêt pour un nouveau cycle de production. Il faut se rappeler, qu'une maladie dans un réservoir d'un système de recirculation va très certainement se propager à tous les autres réservoirs du système, ce qui explique pourquoi les mesures préventives sont si importantes.

    

   _Figure 7.1 Bain de pieds avec une solution d'iode à 2% pour prévenir la propagation de la maladie. _

   Dans les systèmes de recirculation utilisant des œufs de poissons sauvages, par exemple pour le repeuplement, il n'est pas possible d'obtenir des œufs à partir de souches certifiées exemptes de maladies. Dans de tels cas, il y aura toujours un risque d'introduction de maladies vivant à l'intérieur de l'œuf, telles que la NPI (Nécrose du pancréas infectieux), la BKD (Maladie bactérienne du rein) et peut-être le virus de l'herpès, qui ne peuvent être éliminées en désinfectant les œufs. Un exemple de système de prévention est illustré à la figure 7.2.

   Une bonne façon de prévenir la contamination par des agents pathogènes dans le système consiste à séparer physiquement les différentes étapes de la production. L'écloserie doit donc fonctionner comme un système fermé isolé, tout comme l'unité d'alevinage et l'unité de grossissement. Si un stock de géniteurs est conservé, il devrait également être isolé dans une unité propre. De cette façon, l'élimination d'une maladie devient plus facile à réaliser dans la pratique.

   Certaines fermes ont été construites selon le principe du « tout dans l'ensemble », ce qui signifie que chaque unité est complètement vidée et désinfectée avant que de nouveaux œufs ou poissons ne soient ensemencés. Pour les œufs et les petits poissons, qui sont cultivés sur une période plus courte avant qu'ils ne soient déplacés, il s'agit certainement d'une bonne gestion, qui devrait toujours être effectuée dans la pratique. Pour les grands poissons, c'est également une bonne pratique, mais ce type de gestion devient facilement inefficace. Sortir tous les poissons d'une unité de culture avant d'ensemencer un nouveau lot est difficile sur le plan logistique lorsqu'il s'agit de grands volumes de poissons. Il devient facilement peu rentable, en raison de l'utilisation inefficace de la capacité du système.

   | Que se souviendra | **Comment se fait-il ? ** | | — | — | | Source propre d'eau neuve | Utiliser de préférence l'eau souterraine. Désinfecter à l'aide des UV. Dans certains cas, utilisez un filtre à sable et de l'ozone. | | Désinfection du système | Remplissez le système avec de l'eau et amenez le pH jusqu'à 11-12 par l'utilisation de l'hydroxyde de sodium NaOH. Environ 1 kg par m^3 ^ volume d'eau en fonction de la capacité tampon. | | Désinfection des équipements et des surfaces | Tremper ou vaporiser avec une solution d'iode à 1,5% ou selon les instructions. Laisser reposer 20 minutes avant de rincer à l'eau propre. | | Désinfection des œufs | Laisser le lot d'œufs (œufs de truite arc-en-ciel) dans une solution de 3 dl d'iode par 50 litres d'eau pendant 10 minutes. Changer la solution pour chaque 50 kg d'œufs désinfectés. | | Personnel | Changez de vêtements et d'usure des pieds lorsque vous entrez dans l'installation. Laver ou désinfecter les mains. | | Visiteurs | Changement d'usure des pieds ou utilisation d'un bain de pieds pour plonger des chaussures (solution d'iode à 2%). Laver ou désinfecter les mains. Politique « Ne pas toucher » pour les visiteurs à l'intérieur de l'établissement. |

   _Figure 7.2 Exemple de programme de prévention. _

    

   _Figure 7.3 Dissection de truites arc-en-ciel souffrant d'une vessie de natation gonflée. Symptôme probablement dû à la super saturation des gaz dans l'eau. _

   Le traitement des maladies des poissons dans un système de recirculation diffère de leur traitement dans une ferme piscicole traditionnelle. Dans une ferme piscicole traditionnelle, l'eau n'est utilisée qu'une seule fois avant de quitter la ferme. Dans un système de recirculation, l'utilisation de biofiltres et le recyclage constant de l'eau nécessitent une approche différente. Le versement de médicaments affectera l'ensemble du système, y compris le poisson et les biofiltres, et il faut prendre beaucoup de précaution lors du traitement. Il est très difficile de donner des prescriptions précises sur la dose nécessaire pour guérir une maladie dans un système de recirculation, car l'effet du médicament dépend de nombreux paramètres différents tels que la dureté de l'eau, la teneur en matière organique, la température de l'eau et les débits. Une grande expérience pratique est donc la seule voie à suivre. Les concentrations doivent être augmentées soigneusement de chaque traitement à l'autre pour éviter de tuer le poisson ou le biofiltre. Rappelez-vous toujours le terme « mieux sûr que désolé ». Dans tous les cas d'éclosion de maladie, un vétérinaire local ou un pathologiste de poisson doit prescrire le médicament et expliquer comment l'utiliser. En outre, les consignes d'innocuité doivent être lues attentivement, car certains médicaments peuvent causer des blessures graves aux personnes s'ils sont mal utilisés.

   Le traitement contre les ecto-parasites, qui sont des parasites assis à l'extérieur du poisson sur la peau et dans les branchies, peut être effectué en ajoutant des produits chimiques à l'eau. Toute infection fongique devra être traitée de la même manière que les infestations par ectoparasites. Dans les systèmes d'eau douce, l'utilisation de sel ordinaire (NaCl) est un moyen efficace de tuer la plupart des parasites, y compris les maladies bactériennes des branchies. Si une cure avec du sel ne fonctionne pas, l'utilisation de formol (HCHO) ou de peroxyde d'hydrogène (H2O 2) sera généralement suffisante pour guérir toute infection parasitaire restante. Les poissons de baignade dans une solution de praziquantel et de flubendazol se sont également révélés très efficaces contre les ectoparasites.

   La filtration mécanique s'est également avérée très efficace contre la propagation des ecto-parasites. L'utilisation d'un chiffon filtrant de 70 microns enlèvera certains stades de Gyrodactylus, et un chiffon de 40 microns peut enlever différents types d'œufs de parasite.

   Le moyen le plus sûr d'effectuer un traitement est de tremper le poisson dans un bain avec une solution du produit chimique. Toutefois, dans la pratique, il ne s'agit pas d'une méthode réalisable, car le volume de poissons à manipuler est souvent trop important. Au lieu de cela, les poissons sont gardés dans le réservoir lorsque l'eau d'entrée est coupée, et l'oxygénation ou l'aération du réservoir est effectuée à l'aide de diffuseurs. Une solution du produit chimique est ajoutée au réservoir et les poissons sont autorisés à nager dans le mélange pendant une période de temps. Plus tard, l'eau d'entrée est ouverte, et le mélange dilué lentement lorsque l'eau dans le réservoir est échangée. L'eau qui sort du réservoir sera diluée par le reste du système de recirculation de sorte que la concentration dans le biofiltre sera significativement plus faible que dans le réservoir traité. De cette façon, une concentration relativement élevée du produit chimique peut être obtenue dans un réservoir individuel dans le but de tuer le parasite, tout en réduisant l'effet du produit chimique sur le système de biofiltre. Les poissons et les biofiltres peuvent s'adapter au traitement avec du sel, du formaline et du peroxyde d'hydrogène en augmentant lentement les concentrations d'un traitement à l'autre. Lorsqu'un réservoir rempli de poissons a été traité, cette eau peut également être pompée hors du système dans un compartiment séparé pour se dégrader au lieu d'être recirculée dans le système.

    

   _Figure 7.4 Oeufs de truite arc-en-ciel. Il est conseillé de désinfecter les œufs de poisson avant de les introduire dans le système de recirculation pour prévenir les maladies. Source : Torben Nielsen, AquaSearch Ova. _

   L'utilisation de la technique de trempage pour les œufs est un moyen facile de traiter des millions d'individus en peu de temps, par exemple lors de la désinfection des œufs de truite dans l'iode (figure 7.2). Cette méthode peut également être utilisée pour traiter les œufs infectés par un champignon (Saprolegnia) simplement en trempant les œufs dans une solution de sel (7 ‰) pendant 20 minutes.

   Dans les écloseries, où les poissons sont enlevés dès qu'ils sont prêts à se nourrir, l'efficacité du biofiltre est moins importante car la teneur en ammoniac excrété des œufs et des alevins est très faible. Le traitement est donc plus facile à réaliser, car il suffit de se concentrer sur la survie des œufs et des poissons. En outre, il est à noter que le volume total d'eau dans une écloserie est faible, et un échange d'eau complet avec de l'eau nouvelle peut être effectué rapidement. Par conséquent, un traitement réussi dans une écloserie en traitant l'ensemble du système en une seule fois, peut être fait en toute sécurité.

   Le traitement d'un système complet dans les grandes installations de recirculation est une opération plus sensible. La règle de base est de maintenir des concentrations faibles et d'effectuer le traitement sur une plus longue période de temps. Cela nécessite des soins et de l'expérience. La concentration doit être augmentée lentement de chaque traitement à l'autre, en laissant plusieurs jours entre les deux sans traitement afin de surveiller attentivement les effets sur la mortalité, le comportement et la qualité de l'eau des poissons. En règle générale, une adaptation a lieu tant pour le poisson que pour le biofiltre, de sorte que la concentration peut être augmentée sans effets nocifs et que la probabilité de tuer le parasite est augmentée. Le sel est excellent pour les périodes de traitement plus longues, mais la formaline a également été utilisée avec succès pour des intervalles de 4-6 heures. Le biofiltre s'adapte simplement à la formaline et digère la substance comme tout autre carbone provenant des composés organiques du système.

   Comme indiqué précédemment, il n'est pas possible de donner des concentrations exactes et des recommandations sur l'utilisation de produits chimiques dans un système de recirculation. Les espèces de poissons, la taille des poissons, la température de l'eau, la dureté de l'eau, la quantité de substances organiques, le taux d'échange de l'eau, l'adaptation, etc. doivent tous être pris en considération. Les lignes directrices ci-dessous sont donc très approximatives.

   Sel (NaCl) : Le sel est relativement sûr à utiliser et peut être utilisé en eau douce pour traiter l'Ich (Ichthyophthirius multifilis ou maladie des taches blanches) et le champignon commun saprolegnia. Ich dans la phase pélagique peut être tué à 10 ‰ et de nouveaux résultats suggèrent la mort des stades vivants inférieurs à 15 ‰. Les poissons contiennent environ 8 ‰ de sel dans leurs liquides corporels, et la plupart des poissons d'eau douce tolèrent des salinités dans l'eau autour de ce niveau pendant plusieurs semaines. Dans les écloseries, une concentration de 3-5 ‰ préviendra les infections par les champignons.

   Formaline (HCHO) : De faibles concentrations de formaline (15 mg/L) pendant de longues périodes (4 à 6 heures) ont donné de bons résultats dans le traitement de Ichthyobodo necator (Costia), Trichodina sp., Gyrodactylus sp., ciliés sessiles et Ich. La formaline se dégrade relativement rapidement dans le biofiltre à environ 8 mg/h/m2 de surface du biofiltre à 15°C. La formaline peut cependant réduire les taux de conversion bactérienne de l'azote dans le biofiltre.

   Peroxyde d'hydrogène (H2O2) : Non largement utilisé, mais des expériences ont montré des résultats prometteurs comme substitut du formaline à des concentrations comprises entre 8 et 15 mg/L pendant 4 à 6 heures. La performance du biofiltre peut être inhibée pendant au moins 24 heures après le traitement, mais l'efficacité reviendra à la normale en quelques jours.

   L'utilisation d'autres produits chimiques tels que le sulfate de cuivre ou la chloramine-t n'est pas recommandée. Ceux-ci sont très efficaces pour le traitement, par exemple, de la maladie bactérienne des branchies, mais le biofiltre en souffrira très probablement et tout le processus de recirculation et la production peuvent être gravement endommagés.

   Pour le traitement contre les infections bactériennes, telles que la furonculose, la vibriose ou la BKD, l'utilisation d'antibiotiques est le seul moyen de guérir le poisson. Dans certains cas, les poissons peuvent être infectés par des parasites vivant à l'intérieur du poisson, et la façon de les enlever est également avec des antibiotiques.

   Les antibiotiques sont mélangés dans l'alimentation du poisson et nourris au poisson plusieurs fois par jour, par exemple, 7 ou 10 jours. La concentration d'antibiotiques doit être suffisante pour tuer les bactéries, et la concentration prescrite de médicaments et la durée du traitement doivent être soigneusement suivies, même si le poisson cesse de mourir pendant le traitement. Si le traitement est arrêté avant la période de traitement prescrite, il y a un risque élevé que l'infection recommence.

   Le traitement avec des antibiotiques dans un système de recirculation aura un faible effet sur les bactéries dans le biofiltre. Cependant, la concentration d'antibiotiques dans l'eau, comparativement à celle à l'intérieur du poisson traité avec des aliments médicamenteux, est relativement faible, et l'effet sur les bactéries dans le biofiltre sera beaucoup plus faible. Dans tous les cas, il faut surveiller attentivement les paramètres de qualité de l'eau afin de détecter tout changement, car ils peuvent indiquer un effet sur le biofiltre. Il peut être nécessaire d'ajuster le taux d'alimentation, d'utiliser plus d'eau nouvelle ou de modifier le débit d'eau dans le système.

   Plusieurs antibiotiques peuvent être utilisés, tels que la sulfadiazine, le triméthoprime ou l'acide oxolinique selon la prescription du vétérinaire local.

   Le traitement contre le NPI, le VHS (septicémie hémorragique virale) ou tout autre virus n'est pas possible. La seule façon de se débarrasser des virus est de vider toute la ferme piscicole, de désinfecter le système et de recommencer à zéro.

   *Source : Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture, 2015, Jacob Bregnballe, A Guide to Recirculation Aquaculture, http://www.fao.org/3/a-i4626e.pdf. Reproduit avec permission. *

8. Exemples de cas

   Original publication 2015 · Publié pour la première fois sur FarmHub Learn 2020-07-15 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   Production de saumoneaux au Chili

   La croissance de la production de saumon chilien au cours des années 90 a nécessité une augmentation des stocks de saumoneaux d'eau douce destinés à être stockés dans des cages pour le grossissement en mer. Les saumoneaux étaient produits dans l'eau de la rivière ou dans les lacs, où l'eau était trop froide et où l'environnement souffrait. L'introduction de la recirculation a aidé les éleveurs de saumoneaux à produire de grandes quantités à un coût nettement inférieur et respectueux de l'environnement. En outre, les conditions d'élevage optimales ont entraîné une croissance plus rapide, ce qui a permis de produire quatre lots de saumoneaux par année au lieu de la technologie précédente d'un lot par an. Ce changement a rendu l'ensemble de la chaîne de production beaucoup plus lisse, car un flux constant de saumoneaux était stocké dans les cages d'où les gros saumons seraient récoltés à un rythme constant à la bonne taille, prêt pour le marché.

    

   _Figure 8.1 Une ferme de saumoneaux de recirculation au Chili. Source : Bent Højgaard. _

   L'élevage de turbot en Chine

   La recirculation de l'eau salée est une entreprise en pleine croissance qui produit de nombreuses espèces telles que le mérou, le barramundi, le kingfish, le flétan, la plie, etc. Le turbot est une espèce bien adaptée à la technologie de recirculation, qui a également été adoptée par les producteurs chinois. Les résultats de la production de ces installations ont montré que le turbot fonctionne très bien dans un environnement complètement contrôlé. La température optimale pour l'élevage du turbot varie selon la taille, et le turbot est généralement sensible aux changements dans les conditions de vie. L'élimination de ces changements semble être rentable dans l'élevage de turbot car le turbot de 2 kilos peut être produit en deux ans contre quatre ans dans des conditions normales d'élevage.

    

   _Figure 8.2 Une ferme de turbot en Chine. Source : Groupe AKVA. _

   Exploitations de truites modèles au Danemark

   Le Danemark est sans aucun doute le précurseur de l'élevage de truites sans danger pour l'environnement. Des réglementations environnementales strictes ont forcé les producteurs de truites à introduire de nouvelles technologies afin de minimiser les rejets de leurs exploitations. La recirculation a été introduite par le développement d'exploitations piscicoles modèles afin d'augmenter la production tout en réduisant l'impact environnemental. Au lieu d'utiliser une énorme quantité d'eau provenant de la rivière, une quantité limitée d'eau souterraine provenant des couches supérieures est pompée dans la ferme et recirculée. L'effet est significatif, une température de l'eau plus constante toute l'année ainsi qu'une installation moderne se traduisent par des taux de croissance plus élevés et une production plus efficace avec une réduction du chapitre 8 : Exemples de cas

    

   _Figure 8.3 Une ferme modèle danoise. Source : Kaare Michelsen, Aquaculture danoise. _

   coûts, coûts d'investissement inclus. L'effet positif de l'impact sur l'environnement est illustré au chapitre 6.

   Recyclage et restockage

   Des cours d'eau et des lacs propres et des stocks naturels sauvages sont devenus un objectif environnemental important dans de nombreux pays. La conservation de la nature par la restauration des habitats naturels et le repeuplement d'espèces ou de souches de poissons en voie de disparition est l'une des nombreuses initiatives.

   La truite de mer est un poisson sportif populaire qui occupe de nombreuses rivières au Danemark, où presque chaque rivière a sa propre souche. La cartographie génétique réalisée par des scientifiques a permis de distinguer les différentes souches. Lorsque la truite de mer devient mature, elle remigre de la mer vers sa rivière natale pour frayer. Dans la partie du Danemark appelée Funen, les rivières ont été restaurées et les souches sauvages restantes ont été sauvées grâce à un programme de repeuplement impliquant l'aquaculture de recirculation. Les poissons matures sont capturés par la pêche électrique et les œufs sont dépouillés et élevés dans une installation de recirculation. Environ un an plus tard, les descendants sont repeuplés dans la même rivière où leurs parents ont été capturés.

   Différentes souches ont été sauvées et, en temps voulu, la truite de mer pourra survivre seule dans cet habitat.

   Plus important encore, ce programme a également permis d'améliorer considérablement les chances de pêcher la truite de mer lorsque les pêcheurs sportifs pêchent sur les côtes du Danemark. Le tourisme de pêche est donc devenu un bon atout pour les entreprises locales telles que les hôtels, les campings, les restaurants, etc. Dans l'ensemble, une situation gagnant-gagnant tant pour la nature que pour les intérêts commerciaux locaux.

   Aquaponie

   Cultiver des plantes et des poissons ensemble a été accompli il y a déjà mille ans dans la Chine antique. Les plantes poussent en utilisant les nutriments excrétés par les poissons, et les poissons et les plantes peuvent être récoltés pour la consommation. Dans l'aquaculture moderne, la combinaison de la culture du poisson dans un système de recirculation et de la culture de plantes en serre en hydroponie utilisant de l'eau nutritive sans sol est appelée « aquaponique ». La technologie n'a pas encore été industrialisée, mais elle est largement utilisée à petite échelle dans le monde entier.

    

   _Figure 8.4 Photo de la recherche en aquaponie à l'Institute of Global Food & Farming près de Copenhague, Danemark. Le système est construit dans une serre existante et comprend des bassins d'élevage de poissons et des tables à salade ainsi qu'un système d'eau à recirculation avec deux boucles d'eau indépendantes. L'une des boucles passe par un système de filtrage de l'eau et peut être acheminée vers des tables de plantation ou vers des bassins à poissons. L'autre boucle fournit de l'eau directement aux tables de plantes pour la culture de la laitue ou des herbes comme la sauge, le basilic et le thym. Source : Paul Rye Kledal, Institut pour l'alimentation et l'agriculture mondiales. _

   Méga fermes

   La taille des exploitations piscicoles augmente constamment à mesure que la production mondiale en aquaculture augmente. Aujourd'hui, une ferme en cage marine moyenne dans la mer de Norvège produit environ 5 000 tonnes de saumon par an, sur un seul site. Des systèmes terrestres de cette taille n'ont pas encore été observés, mais de nouveaux projets de recirculation pour le saumon et la truite de ces volumes sont en voie d'émergence.

   Combiner les exploitations agricoles terrestres avec l'élevage en cage est un moyen de production très efficace et probablement l'installation la plus compétitive. Les petits poissons sont produits sur terre dans des systèmes efficaces et contrôlés avant qu'ils ne soient rejetés dans de grandes cages marines pour leur grossissement. Dans certaines régions, l'élevage en cage n'est pas populaire, et les exploitations terrestres sous forme d'installations de recirculation sont considérées comme un moyen futur de produire du poisson d'élevage. L'empreinte est faible, tout comme la consommation d'eau. Bien que les coûts de production soient encore plus élevés que dans les cages, les systèmes ont une sécurité alimentaire élevée et un contrôle complet, et la production est constante et prévisible.

    

   _Figure 8.5 Un élevage salmonicole de 2 000 tonnes à Hirtshals, au Danemark, dans le cadre de la phase de construction en 2013. Le système est basé sur la technologie de recirculation et est couvert par un bâtiment pour l'achèvement de contrôler la température et avoir une biosécurité élevée. Les saumons sont cultivés à partir d'œufs jusqu'à 4 kg en 2 ans dans de grands réservoirs atteignant près de 1 000 m^3. Les grands sacs blancs au premier plan sont remplis de biomédia prêts à être installés dans les chambres de biofiltre. Source : Axel Søgaard/groupe Akva. _

   Guide de recirculati sur l'aquaculture

   L'avenir de la recirculati sur

   Pré-onger les poissons en recirculati sur les systèmes pour atteindre de plus grandes tailles avant de les libérer dans les cages marins est un moyen d'augmenter la rentabilité. L'industrie salmonicole norvégienne investit dans de grandes recirculati dans des installations dans le but de produire des saumoneaux à plus grande taille. Les saumoneaux sont généralement de 100 grammes aujourd'hui lorsqu'ils sont libérés dans des cages. Une augmentation à 300 grammes avant l'ensemencement améliorera considérablement la santé et les taux de croissance pendant la période agricole jusqu'à la récolte à la taille du marché de 4 à 5 kg.

    

   _Figure 8.6 Les recirculati sur les systèmes deviennent de plus en plus grands avec des réservoirs plus grands pour tenir compte de l'augmentation des volumes de production. Le déplacement de la taille des saumoneaux en Norvège de 100 grammes à 300 grammes permettra de tripler la production terrestre, de sorte que la production actuelle de saumoneaux norvégiens sur terre, qui est d'environ 35 000 tonnes par an, passera à environ 100 000 tonnes. _

   *Source : Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture, 2015, Jacob Bregnballe, A Guide to Recirculation Aquaculture, http://www.fao.org/3/a-i4626e.pdf. Reproduit avec permission. *