Types d'aquaculture : Des étangs traditionnels aux technologies du futur

L'aquaculture est la pratique de l'élevage d'organismes vivants aquatiques, qui est devenue une industrie moderne et de haute technologie. L'aquaculture est devenue un élément essentiel des systèmes alimentaires mondiaux, car la population mondiale ne cesse d'augmenter et la pression sur les stocks de poissons sauvages ne cesse de s'accroître. Ses techniques sont variées, allant des étangs en terre qui fonctionnent en harmonie avec la nature aux bâtiments biosécurisés de haute technologie conçus pour être très efficaces. La connaissance de la gamme de ces systèmes de production est essentielle pour les producteurs et les investisseurs, ainsi que pour les consommateurs et les décideurs politiques qui sont confrontés au défi du monde complexe de la production alimentaire durable. Ce document présente une analyse approfondie de la forme la plus courante d'aquaculture, une comparaison des réalités de son fonctionnement et les frontières technologiques qui définiront son avenir.

Qu'est-ce que l'aquaculture et pourquoi est-elle importante ?

Par essence, l'aquaculture est un certain type d'élevage dans lequel des animaux aquatiques tels que les poissons et les crustacés sont élevés en même temps que des plantes aquatiques. Ce type de culture implique des interventions pendant l'élevage afin d'augmenter la production aquacole, comme le repeuplement fréquent, l'alimentation et la protection contre les prédateurs. L'importance de ce secteur ne saurait être surestimée. L'Organisation des Nations unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO) a indiqué que l'approvisionnement en produits de la mer destinés à la consommation humaine a augmenté presque exclusivement grâce à l'aquaculture, la pêche commerciale de capture sauvage ayant largement stagné ou décliné au cours des dernières années. La production aquacole mondiale représente aujourd'hui plus de la moitié du total des produits de la mer et autres produits commerciaux consommés dans le monde, et cette proportion devrait augmenter.

Cette énorme production piscicole joue un rôle crucial dans la sécurité alimentaire mondiale. Les aliments aquatiques fournissent des protéines de haute qualité, des acides gras oméga-3 et des micronutriments essentiels à des milliards de personnes. La contribution de l'aquaculture en tant qu'industrie est une source de revenus pour des millions de personnes, en particulier dans les pays en développement, où l'industrie peut être l'épine dorsale des économies rurales en tant que source de développement de l'aquaculture. En outre, l'aquaculture, lorsqu'elle est pratiquée de manière responsable, permet de produire des protéines avec un impact environnemental réduit par rapport à la plupart des systèmes d'élevage terrestres. Avec la double tâche de nourrir une population mondiale qui devrait atteindre près de 10 milliards de personnes d'ici 2050 et de freiner la dégradation de l'environnement, le rôle d'un secteur aquacole productif, responsable et résilient prend de plus en plus d'importance.

Systèmes traditionnels : Travailler avec la nature

La principale caractéristique des systèmes aquacoles traditionnels est qu'ils sont en contact direct avec l'environnement naturel. Les pratiques telles que les étangs à poissons en terre et les simples parcs à filets en eau libre sont généralement moins exigeantes en termes de technologie et d'investissement en capital. Ils collaborent avec les processus écologiques pour maximiser la croissance des poissons au lieu d'essayer de les contrôler totalement.

Culture en étang

Il s'agit de l'un des types d'élevage de poissons d'eau douce les plus anciens et les plus courants. Des étangs en terre sont construits pour retenir l'eau, et les densités de stockage pour les différentes espèces de poissons sont généralement maintenues à un niveau extensif ou semi-intensif. La chaîne alimentaire peut être complétée par la productivité primaire de l'écosystème de l'étang, qui convient le mieux à la croissance rapide de poissons omnivores tels que la carpe commune (Cyprinus carpio).

• Avantages : Les coûts initiaux de mise en place seront également réduits et la gestion opérationnelle sera plus facile. La méthode est flexible et est utilisée depuis plus d'un siècle.
• Limites : La productivité est très sensible aux conditions climatiques locales et à l'approvisionnement en eau. Ces systèmes sont sensibles aux changements climatiques et aux maladies. En outre, les effluents contenant des nutriments peuvent affecter les eaux réceptrices en cas de mauvaise gestion.

Pensées nettes de base

Dans ce système, les poissons sont enfermés dans des cages en filet ou des enclos fixés aux eaux naturelles, comme les eaux côtières ou les grands lacs d'eau douce. Le renouvellement continu de l'eau permet d'intégrer l'environnement extérieur, de fournir de l'oxygène et d'épandre les déchets.

• Avantages : Cette technique utilise des plans d'eau naturels gratuits, ce qui permet d'éviter les coûts liés au terrain et au pompage de l'eau. Elle s'applique également à plusieurs créatures aquatiques, en particulier les poissons d'eau salée.
• Limites : La qualité et la température de l'eau ne sont pas contrôlées. Il existe un risque d'évasion, qui peut avoir un impact sur les populations sauvages, et des conflits d'utilisation peuvent survenir avec des activités telles que la pêche de loisir. L'accumulation de déchets sur le benthos peut également dégrader l'environnement marin immédiat.

Systèmes avancés : L'ingénierie au service de l'efficacité

Contrairement au passé, les installations aquacoles modernes sont conçues pour réguler l'environnement de production, optimisant ainsi l'efficacité, la biosécurité et le rendement. Il s'agit de systèmes qui remplacent les processus naturels par la technologie et qui nécessitent d'énormes investissements en capital et des compétences techniques pour assurer une croissance rapide et un produit final de haute qualité.

Systèmes d'aquaculture en circuit fermé (RAS)

Il s'agit d'un changement de paradigme qui est de nature terrestre. Dans un RAS, l'eau est réutilisée en circuit fermé ou semi-fermé. Un ensemble de systèmes de filtration complexes, tels que des filtres mécaniques, des biofiltres et des systèmes d'oxygénation, garantit que l'eau reste dans les meilleures conditions possibles, ce qui permet de contrôler l'ensemble du cycle de vie de l'organisme cultivé.

• Avantages : Le système RAS permet un contrôle quasi total de l'environnement d'élevage et protège les animaux contre les agents pathogènes externes. Un tel niveau de biosécurité réduit considérablement la nécessité de recourir à des traitements chimiques et à d'autres stratégies de prévention. Ces systèmes peuvent être installés pratiquement n'importe où, ce qui permet à la production d'être proche des marchés de consommation.
• Limites : Les principaux obstacles sont des dépenses d'investissement élevées et des dépenses d'exploitation importantes, dues en grande partie à la consommation d'énergie. La complexité de ces systèmes exige une main-d'œuvre hautement qualifiée.

Chemins de fer à haute densité

Les chemins de fer sont de longs canaux ou réservoirs à travers lesquels l'eau s'écoule en continu. Alors que les circuits traditionnels utilisent un modèle "flow-through" avec une évacuation importante de l'eau, les circuits intensifs modernes intègrent souvent des technologies de réutilisation et de traitement de l'eau, ce qui les place dans la catégorie des circuits avancés. Ils sont couramment utilisés pour les espèces qui ont besoin d'un courant constant et d'une eau de haute qualité, comme la truite.

• Avantages : La qualité de l'eau et l'élimination des déchets sont élevées grâce au flux continu. Ils permettent des densités d'empoissonnement élevées, une gestion aisée des stocks et, enfin, la récolte des poissons.
• Limites : Les canalisations conventionnelles à circulation doivent avoir accès à de très grandes quantités d'eau. Les canalisations plus sophistiquées à recirculation partielle permettent de réduire ce problème, mais le système est alors plus coûteux et plus compliqué.

L'avenir de l'aquaculture et les besoins en infrastructures

Alors que le secteur de l'aquaculture s'oriente vers des pratiques plus efficaces et durables, les méthodes d'élevage traditionnelles sont progressivement remplacées par des installations et des technologies modernisées. Cela nécessite non seulement un contrôle plus précis de la qualité de l'eau, mais aussi des infrastructures plus stables et plus flexibles. Dans des systèmes comme l'élevage en cage, le choix de la bonne infrastructure est crucial pour maximiser la productivité et minimiser l'impact sur l'environnement.

Les systèmes de quais flottants Hiseadock sont la solution idéale pour répondre à ces besoins. Fabriqués en polyéthylène haute densité (PEHD) et dotés d'une résistance aux UV et d'une durabilité aux impacts, ils sont bien adaptés à divers environnements aquatiques. Grâce à leur conception modulaire qui permet de les personnaliser, les plates-formes flottantes de Hiseadock offrent des solutions flexibles pour assurer la stabilité et l'efficacité, soutenant ainsi la croissance durable de l'industrie de l'aquaculture.

Adapter le système d'élevage à l'espèce

Les besoins biologiques des espèces cultivées sont intrinsèquement liés au choix d'un système d'aquaculture. Une corrélation idéale entre la physiologie de l'organisme et l'ingénierie de la ferme n'est pas seulement nécessaire pour assurer le bien-être des animaux, mais aussi pour garantir le succès commercial.

• Salmonidés (Saumon atlantique, Truite arc-en-ciel, Omble chevalier):

Ces poissons d'eau douce (généralement élevés en eau salée) ont besoin d'une eau fraîche, propre et bien oxygénée. Les parcs en filet côtiers sont traditionnellement utilisés pour l'élevage du saumon. Les systèmes d'élevage en circuit fermé à terre connaissent toutefois une transition majeure vers l'élevage de jeunes poissons (smolts) et, plus récemment, vers l'élevage de poissons jusqu'à ce qu'ils atteignent une taille commercialisable, en particulier en Amérique du Nord.

• Mollusques et crustacés (Moules bleueshuîtres) :

La conchyliculture utilise la productivité de la mer. En tant que filtreurs, les organismes sont les mieux adaptés à l'élevage dans les eaux côtières au moyen de pratiques d'aquaculture en suspension (palangres, radeaux). Ces systèmes ne nécessitent pas d'alimentation supplémentaire, ce qui signifie qu'ils sont très durables.

• Autres organismes marins (Mer oursins, Concombres de mer):

L'agriculture d'espèces telles que les oursins et les concombres de mer est une industrie en expansion, qui peut être établie pour répondre aux marchés alimentaires de luxe ou à la restauration écologique. Ces créatures marines particulières ont besoin de systèmes spéciaux qui recréent leur environnement naturel et qui peuvent être intégrés dans les plates-formes d'AMTI.

• Espèces d'eaux chaudes (Tilapia, Flétan de l'Atlantique):

Un poisson robuste comme le tilapia se comporte bien dans les étangs conventionnels en terre et peut être une très bonne espèce à placer dans des RAS intensifs. Les poissons plats d'eau chaude de grande valeur, comme le flétan de l'Atlantique, sont presque tous élevés dans des installations terrestres où leurs exigences environnementales uniques peuvent être satisfaites à la perfection.

Comparaison des systèmes en tête-à-tête

Le choix d'un système d'aquaculture est un compromis complexe entre l'investissement monétaire, les performances opérationnelles et environnementales et le potentiel de production. Le tableau ci-dessous donne un aperçu comparatif des principaux systèmes de production.

Cette analogie révèle une tendance certaine : plus le système est technologiquement avancé et coûteux, plus son impact direct sur l'environnement (en termes de rejets et de fuites) est faible et plus sa production possible est importante. Néanmoins, l'empreinte indirecte, en particulier la nature énergivore des RAS, est un facteur plus important. Le système optimal est donc très spécifique à chaque situation, en fonction du capital disponible, des espèces, de l'emplacement et du cadre réglementaire.

La pression en faveur d'une aquaculture durable

L'un des principaux facteurs de croissance de l'aquaculture est la nécessité d'une aquaculture plus respectueuse de l'environnement. Cela a donné naissance à de nouveaux modèles qui réduiront les effets négatifs et créeront des environnements plus sains.

Aquaculture multi-trophique intégrée (AMTI)

Il s'agit d'une approche basée sur le biomimétisme. Dans le cadre d'une AMTI marine courante, les poissons nourris sont élevés en même temps que les espèces extractives. Les plantes aquatiques d'élevage (comme le varech) absorbent les nutriments supplémentaires contenus dans les déchets des poissons, et les mollusques et crustacés se nourrissent de matières organiques. Il s'agit d'un système auto-équilibré qui corrige la production de déchets.

Agriculture biologique

Les principes de l'agriculture biologique sont de plus en plus utilisés dans l'aquaculture. Ces normes n'autorisent généralement pas l'utilisation d'antibiotiques prophylactiques, fixent des densités de peuplement plus faibles et exigent que les ingrédients primaires des aliments pour animaux, y compris la farine de poisson, l'huile de poisson et les aliments pour poissons, soient produits par des pêcheries certifiées durables. L'objectif est de fabriquer des produits commercialement viables avec des mesures préventives d'une intégrité écologique maximale.

Aquaculture régénérative

Cette idée va au-delà de la durabilité et se concentre sur les processus agricoles qui réparent activement la santé de l'écosystème. La culture de coquillages et d'algues en est un bon exemple. En effet, les parcs à huîtres, par exemple, forment des habitats tridimensionnels pour de nombreuses autres espèces marines, et tant les huîtres que les algues marines éliminent l'excès d'azote dans l'eau, luttant ainsi contre l'eutrophisation et augmentant la clarté de l'eau. Ces formes d'aquaculture peuvent être spécifiquement utilisées pour atteindre des objectifs de restauration de l'environnement, ce qui permet de passer de la simple réduction des dommages à la réalisation d'un bien mesurable.

Les frontières du futur : IA, offshore et cellulaire

L'aquaculture est au seuil d'une nouvelle révolution technologique rendue possible par les données, l'automatisation et la biotechnologie. Ces frontières devraient permettre d'accroître encore l'efficacité, la durabilité et la résilience.

• Intelligence artificielle (AI) et l'automatisation : L'IA transforme la gestion des fermes aquacoles. La vision artificielle et les réseaux de capteurs permettront d'automatiser l'alimentation et le contrôle de la santé des poissons et serviront de moyen de prévention de pointe contre les épidémies, ce qui rendra les exploitations aquacoles plus efficaces et plus responsables.
• Offshore Aquaculture : La pression croissante exercée sur les zones côtières oblige le secteur à se tourner vers la haute mer, généralement située dans la zone économique exclusive d'un pays. L'aquaculture en mer utilise des structures bien conçues en eaux profondes, qui offrent des courants propres, mais qui posent d'énormes problèmes logistiques.
• Aquaculture cellulaire : Il s'agit de produire des fruits de mer à partir de cellules animales. En théorie, cette technologie peut être utilisée pour créer de la viande d'espèces telles que le saumon sauvage sans aucun effet sur leur population. Bien que la taille du marché soit inexistante et que la technologie n'en soit qu'à ses débuts, elle a le potentiel de se transformer à l'avenir en complément des méthodes conventionnelles.

Comment choisir sa voie dans l'aquaculture

Le choix du système d'aquaculture à mettre en œuvre dépend en fin de compte des objectifs de l'exploitant, des ressources disponibles et de la tolérance au risque. Il n'y a pas de meilleure méthode, ni de méthode unique, mais il existe une méthode qui convient le mieux à un contexte particulier.

Pour l'entrepreneur à petite échelle ou le projet communautaire

Les systèmes traditionnels, tels que les étangs en terre ou les systèmes intégrés simples et à petite échelle comme l'aquaponie (une forme d'AMTI), présentent une faible barrière à l'entrée. Ils sont moins gourmands en capital et ne nécessitent pas beaucoup de compétences techniques ; ils sont donc appropriés pour produire des aliments locaux, générer des moyens de subsistance et fournir des expériences pratiques. Ici, l'accent est mis sur la résilience et l'ingéniosité et non sur la maximisation de la production.

Pour l'investisseur commercial à grande échelle

La décision est souvent un choix stratégique entre le modèle établi des parcs en filet en eau libre (dans des endroits appropriés) et le système d'aquaculture en circuit fermé (RAS) de haute technologie. Si les coûts initiaux des parcs en filet sont moins élevés, le système d'aquaculture en circuit fermé offre une biosécurité inégalée, une proximité du marché et un contrôle de l'environnement, ce qui peut réduire les risques de l'investissement en cas d'épidémies et d'événements climatiques. Pour les investisseurs disposant d'un horizon à long terme et d'un capital important, les RAS représentent l'avenir de la pisciculture intensive à l'échelle industrielle.

Pour le chercheur ou le défenseur du développement durable

Les orientations les plus intéressantes sont le développement et la vérification des prochaines générations de modèles durables. Cela implique l'optimisation des modèles d'AMTI pour diverses combinaisons d'espèces et d'environnements, la création d'initiatives régénératrices rentables qui peuvent être étendues pour avoir des effets écologiques, et les défis scientifiques et techniques des prochaines frontières, telles que l'aquaculture en mer et cellulaire. Il s'agit avant tout d'innover et de démontrer la faisabilité de systèmes capables d'assurer la subsistance de l'humanité tout en protégeant et en soignant notre vie aquatique.

Conclusion

L'aquaculture a considérablement progressé et est passée d'un processus traditionnel à des systèmes plus modernes qui utilisent les dernières technologies. L'avenir de la pisciculture est prometteur, qu'il s'agisse de l'élevage en parcs en filet, du développement durable de l'élevage, de l'aquaculture en mer ou de l'élevage cellulaire. Tous ces systèmes ont leurs avantages et leurs inconvénients, et la décision est prise en fonction de l'espèce à élever, de ses effets sur l'environnement et de son évolutivité. La clé du succès de l'aquaculture consiste à trouver le bon équilibre entre efficacité, durabilité et innovation. Le secteur de l'aquaculture, qui ne cesse de se développer, contribuera à fournir de la nourriture au monde entier sans détruire nos écosystèmes naturels, pour le plus grand bonheur des générations futures.