Les systèmes piscicoles en circuit recirculé d’eau

Les systèmes piscicoles en circuit recirculé d’eau 

En circuit ouvert, l’eau n’est utilisée qu’une ou deux fois, avec des besoins en eau d’environ 100 m3 /kg d’aliment (Jimenez del Rio et al., 1996). Les piscicultures sont de plus en plus confrontées au contexte général de la diminution des ressources en eau (Varadi, 2000 ; Goldburg et al., 2001) et de la détérioration de la qualité des cours d’eau. Les systèmes d’élevage à système de recirculation d’eau permettent de réduire les consommations en eau (Pagand, 1999 ; Blancheton, 2000 ; Léonard, 2000 ; Goldburg et al., 2001 in Gutierrez-Wing, 2006) tout en contrôlant la qualité de l’eau d’élevage. Les besoins en eau de ces systèmes d’élevage peuvent être réduits d’un facteur 100 par rapport aux circuits ouverts en équipant les bassins d’un système de traitement de l’eau. Ces systèmes permettent également de diminuer par le même facteur les quantités d’eau rejetées facilitant ainsi leur traitement (Pagand, 1999 ; Blancheton, 2000 ; Léonard, 2000).

Les premières recherches scientifiques sur les piscicultures à système de recirculation d’eau ont été menées au Japon dans les années 50. Par définition, un système aquatique en recirculation est un système où l’eau circule en boucle fermée ou semi-fermée. Une conception de ce genre est utilisée généralement en aquaculture où il est question de Système d’aquaculture en recirculation (SAR). Les bassins d’élevage équipés d’une boucle de recyclage comprennent une filtration biologique afin de traiter l’eau soit avant réutilisation, soit avant rejet dans l’environnement : ce sont les systèmes d’élevage en circuit « recyclé » ou « recirculé» (FAO, 2015).

Les types de piscicultures à système recirculé d’eau

Selon le degré de réutilisation d’eau, il existe deux types d’aquaculture à système de recirculation d’eau : l’aquaculture à recirculation partielle et celle à recirculation complète (Timmons & Ebeling, 2007). Le degré de réutilisation d’eau dépend de la disponibilité de l’eau sur le site d’élevage, ainsi de l’espèce de poisson élevée et du mécanisme utilisé pour le traitement de l’eau (Blancheton et al., 2007).

Avantages et désavantages des piscicultures à système recirculé d’eau 

Les piscicultures à système de recirculation d’eau, comme tout autre type de système d’aquaculture, ont des avantages et des inconvénients. Le plus important avantage est l’augmentation de la production piscicole avec une demande limitée en eau par rapport aux systèmes ouverts d’élevage des poissons. Le réel inconvénient est que les poissons produits ne sont pas toujours de bonne qualité étant donné que certains pisciculteurs ne peuvent pas payer les traitements sanitaires dont les animaux ont besoin.

Avantages : 

– Augmentation de la production piscicole avec un approvisionnement limité en ressources naturelles (conservation à la fois de l’eau et de la terre).
– Flexibilité de l’emplacement de la pisciculture (Les SAR fournissent des systèmes de production piscicole compétitifs et rentables toute l’année destinés producteurs géographiquement désavantagés en raison d’une saison de croissance relativement courte ou extrêmement sèches).
– Flexibilité dans la sélection des espèces élevés (Les SAR offrent une grande flexibilité pour (1) faire croître une grande diversité d’espèces de poissons, et (2) différentes tailles d’une ou plusieurs espèces en fonction de la demande du marché et du prix.

Inconvénients :

– Ce sont des systèmes relativement coûteux à développer (bâtiments, réservoirs, plomberie, biofiltres) et à exploiter (pompage, ventilation, chauffage, éclairage).
– Le contrôle des rejets piscicoles dans l’environnement est plus difficile.
– Ce sont des systèmes complexes et nécessitent une assistance technique qualifiée pour réussir leur gestion.
– Augmentation des risques de développement bactérien et algal.

Caractérisation des effluents piscicoles 

Les rejets des entreprises piscicoles ont plusieurs origines possibles : elles sont généralement liées aux poissons et ou au système d’élevage. La composition des aliments, leur digestibilité par les poissons et le taux de conversion alimentaire conditionnent en grande partie les rejets des activités piscicoles. Par ailleurs, en fonction de la composition de l’aliment et de sa digestibilité par les poissons, une partie sera non digérée, une partie sera excrétée sous forme solide et une autre partie sous forme dissoute liée au métabolisme du poisson (Ackefors & Enell, 1990). Le déversement de ces rejets peut amener des changements dans les écosystèmes naturels, particulièrement l’eutrophisation des milieux aquatiques.

Les rejets liés au poissons 

Les rejets des poissons sont composés de la partie non ingérée de l’aliment (refus alimentaire), de la partie ingérée mais non ou mal digérée (fèces) et de la partie ingérée et assimilée

– Refus alimentaire
Le mode, la fréquence et l’heure de distribution de l’aliment, la durée de chaque repas et la quantité d’aliment délivrée (ration alimentaire) conditionnent la quantité d’aliments non ingéré par les poissons. Ces paramètres sont à contrôler afin d’éviter le gaspillage (Boujard, 2002 ; Breton, 2005) et de protéger l’environnement naturel récepteur des effluents piscicoles. La réduction des pertes alimentaires (aliment non ingéré) est un point essentiel de la gestion de la pisciculture tant au niveau environnemental (réduction des rejets) qu’au niveau économique dont l’aliment représente environ 60 % du coût total de production piscicole (MacMillan et al., 2003).

– Digestibilités et rejets solides
Les rejets solides des poissons se résument généralement aux fèces, aux bactéries qui les colonisent (Piedrahita et al., 1996) et aux fractions d’aliments non ingérées. Les fèces représentent la fraction d’aliments ingérée mais non ou pas digérée. Leurs compositions chimiques (en carbone C, en azote N et phosphore P), leurs caractéristiques physiques (taille, densité, teneur en eau …) et leurs quantités émises dépendent de l’aliment (composition) et du poisson (espèce, stade de développement, fonctionnement physiologique) (Emmanuelle, 2008).

– Métabolisme et rejets dissous
Suite au processus de métabolisme oxydatif des aliments en molécules complexes, les poissons tirent leurs énergies afin d’assurer leurs fonctions physiologiques (croissance, reproduction, etc.) (Breton, 2005). Le rendement des réactions de transfert d’aliments en énergie étant inférieur à 100 %, des sous-produits du métabolisme sont rejetés par l’animal sous forme dissoute. Les éléments de ces sous-produits, principalement l’azote, le phosphore, le carbone, les oligo-éléments et métaux traces, peuvent, selon leur flux et le milieu d’accueil, contribuer au pollution du milieu naturel (Guillaume et al., 1999).

Rejets liés au système d’élevage 

Les caractéristiques des rejets piscicoles dépendent du type de système d’élevage mis en jeu. Ainsi, pour une quantité de poissons produits, les concentrations en matières solides et dissoutes de l’effluent rejeté, de même que les débits à traiter sont très variables selon le type de système d’élevage utilisé (Lavenant et al., 1995). Au niveau des systèmes d’élevage en circuit ouvert traditionnels, ces concentrations sont faibles et les débits de rejet sont importants (Lavenant et al., 1995). Dans les systèmes d’élevage en circuit recirculé, la concentration en substances dissoutes est fonction d’un ratio R, qui représente le degré d’ouverture du système d’élevage et qui est exprimé en m3 d’eau neuve introduite par kg d’aliment. Plus le ratio R est faible, plus la concentration en matières dissoutes est élevée. Les débits de rejet sont faibles et les débits à traiter sont importants (Summerfelt et al, 1997).