Aquaponie et agriculture urbaine

Projet B2Fish – Aquaponie – Rapport final

INSTITUT INSPIRE

RAPPORT FINAL PROJET B2FISH

MARSEILLE

Aquaponie et agriculture urbaine : évaluation et proposition de scénarios

Étude conduite d’avril à décembre 2012

Agathe Colmant, Emmanuel Delannoy – pour l’institut INSPIRE Page 1 sur 43

Licence CC BY NC SA 2.0 France


Contenu de ce document

Résumé du document

I / Contexte et enjeuxI / A. Population urbaine et espaceI / B. Les ressources halieutiquesI / C. L’eau

II / Qu’est-ce que l’aquaponie ?II. A / DéfinitionII. B / Intérêt pour les parties prenantesII. C / Pré-requisII. D / Implantations de l’aquaponie dans le monde

III / Scénarios pour un projetScénario 1 : Pilote démonstrateurScénario 2 : Production agri-aquacole d’urgenceScénario 3 : Ferme urbaineScénario 4 : Filière non alimentaireScénario 5 : Production industrielleTypes de locaux envisagésParamètres du système

III . A / Choix du type de poissonsDimensionnement

III. B / Quelle forme pour les aquariums ?III. C / Produire d’autres types de poissonsIII. D / Produire des plantesIII. E / Quelle source d’énergie ?III. F / Renouvellement de l’eauIII. G / Sous quelle forme vendre les poissons ?III. I / Nourriture pour poissons et vermiponieIII. J / Organisation dans l’espace

RemarquesCharge de travail nécessaire pour l’exploitationRéglementationFournisseurs Recensés

AlevinsNourriture pour poissonsComposants du systèmeRéférences de composants :

Business planDépenses sur un an

Scénario industriel, et matériel accessible en EuropeScénario de pilote démonstrateur, et matériel accessible en Europe

Conclusion

Sources

Annexes




Résumé du document

La demande mondiale de produits issus de la pêche est désormais confrontée aux limites écologiques. L’aquaculture est une des solutions adoptées par certains pays pour faire face à la raréfaction des ressources halieutiques, mais elle est fortement critiquée par les organisations environnementales pour sa forte consommation en eau et la pollution engendrée. Dans le même temps, une forte pression démographique et une urbanisation croissante entrainent un étalement urbain empiétant sur les espaces ruraux, notamment ceux dédiés à la production maraîchère.

Dans ce contexte, l’aquaponie, méthode consistant à combiner plusieurs productions agricoles complémentaires, offre une solution limitant la consommation d’espace, d’intrants et d’eau. L’association, dans un système intégré de l’aquaculture (élevage de poissons) et de l’hydroponie (culture de plantes hors-sol), permet d’économiser 90% d’eau par rapport aux deux systèmes utilisés séparément. En mimant le fonctionnement des écosystèmes, ce principe de culture où poissons, bactéries et plantes coopèrent relève du biomimétisme et de l’économie circulaire. Une serre aquaponique pouvant être installée n’importe où, la production peut se faire à proximité des lieux de consommation, ce qui limite les émissions de CO2 dues au transport. Certains prérequis sont nécessaires : il faut disposer d’un emplacement approprié pour l’installation (friches urbaines ou péri urbaines par exemple), ainsi que des compétences nécessaires en aquaculture et en hydroponie. Il est également préférable de bénéficier d’une bonne exposition, afin de ne pas avoir besoin d’un éclairage artificiel.

Plusieurs scénarios ont été envisagés dans notre étude, notamment la mise en place d’un pilote démonstrateur de petite dimension, de systèmes agri-aquacoles d’urgence (conception d’un kit d’agriculture d’urgence à destination de zones sinistrées), de fermes urbaines, de filières non alimentaires (afin de ne pas être impacté par la règlementation inhérente à toute production destinée à l’alimentation humaine). Pour finir, il a été envisagé une production industrielle à grande échelle. Selon le scénario, les locaux iraient donc de la serre agricole, jusqu’à des locaux industriels.

Le poisson choisi est le « Nile Tilapia ». Particulièrement adapté à un fonctionnement en aquaponie, il est aujourd’hui en deuxième position sur le marché mondial de l’aquaculture. Des calculs et hypothèses ont été établis pour définir la surface nécessaire, la quantité de poisson produite selon cette surface, le besoin de nourriture des poissons, la forme et le dimensionnement des bacs. De même, le type de plantes à cultiver, la récolte possible, le nombre de plantes ont été définies selon différents critères. Afin d’économiser l’espace et l’énergie, des superpositions des différents éléments (bacs, etc.) ont été étudiés, des panneaux photovoltaïques permettant un fonctionnement à partir d’énergie renouvelable. Le renouvellement d’eau pourra être lui réalisé par récupération d’eau de pluie. Enfin, différents scénarios pour la diffusion des produits ont été envisagés, préparés ou non, à destination des professionnels ou des particuliers. L’aquaponie est un concept modulable, capable de s’adapter au contexte de sa mise en place. Bien que plus développée en Océanie et en Amérique du Nord, l’aquaponie commence à émerger en Europe, notamment au Royaume-Uni, aux Pays-Bas et en Allemagne. Il n’existait pas, au moment de l’étude, d’élevage aquaponique commercial en France, et seul un pilote scientifique était opérationnel au lycée agricole de Canourgue. Toutefois, des projets sont en cours en Isère et en région parisienne, ainsi que, suite à cette étude, à Aubagne. Un déploiement plus large serait donc utile pour enrichir le retour sur expérience. Comme nous l’ont expliqué les scientifiques contactés, « le marché de l’aquaponie est aujourd’hui inexistant en France, mais il devrait prendre son essor assez rapidement, et devrait grossir rapidement ensuite ».




Introduction

L’aquaponie est un concept peu connu dans notre pays, alors qu’elle est pratiquée, à différentes échelles, de manière plus ou moins empirique ou scientifique, en bien d’autres régions du monde.

Il est vrai que l’aquaculture, et en particulier l’aquaculture continentale, est elle-même, comparativement à ce qui se passe dans d’autres pays, peu développée en France.

Peut-être que ce « retard » tient, pour partie, au fait que nous disposons encore de sols favorables à une agriculture de qualité et de proximité, et que nos ressources halieutiques côtières sont moins affectées que la moyenne des ressources mondiales. Habitants d’un pays moins densément peuplé que nos voisins européens, disposant d’un linéaire de côte particulièrement long favorable à la pêche côtière, de nombreux lacs, rivières et fleuves pour l’approvisionnement en poissons d’eau douce, d’un climat et de sols favorables à une agriculture diversifiée, nous bénéficions d’une situation privilégiée, ce qui fait que dans ce contexte d’abondance relative nous ne voyons pas encore ce que l’aquaponie pourrait nous apporter.

L’étalement urbain - cause d’un mitage croissant des terres agricoles, notamment de la disparition progressive des zones maraîchères qui naguère ceinturaient nos grandes villes, l’accroissement des distances physiques et la diminution des liens humains entre producteurs et consommateurs, la nécessité de préserver les ressources halieutiques tout en diversifiant les ressources alimentaires des habitants des villes : tout cela plaide pour un développement de l’agriculture urbaine, conformément aux recommandations de la FAO. Ceci sans même parler de l’opportunité de créer des emplois de qualité, de proximité, et non délocalisables car situés à proximité des lieux de consommation.

Dans ce contexte, l’aquaponie, technique permettant des productions agricoles diversifiées en n’utilisant que peu d’espace, d’eau, et d’intrants, nous semble avoir toute sa place. C’est en tout cas le postulat sur lequel nous nous sommes appuyés, et que nous avons voulu vérifier par ce travail. Au-delà de la validation de la pertinence du concept, nous avons aussi cherché à étudier comment l’aquaponie pourrait trouver sa place dans le dispositif de production existant, avec quels scénarios, quelles techniques et quels partenaires ; tout cela sans négliger les difficultés, les lacunes dans la connaissance et les freins multiples existants aujourd’hui.

Ce rapport est le fruit d’une collaboration entre bénévoles et permanents de l’institut INSPIRE, et des experts externes que nous avons consultés, tout près d’ici ou à l’autre bout du Monde. Je tiens ici à remercier chacun des contributeurs pour leur disponibilité, leur patience et leur volonté de partage, et à remercier tout particulièrement Agathe Colmant, élève ingénieur à Centrale Marseille, pour son investissement sur ce projet.

Emmanuel Delannoy, directeur de l’institut INSPIRE




I / Contexte et enjeuxI / A. Population urbaine et espace

Depuis 2006, plus de la moitié de la population mondiale vit en milieu urbain. En 2010, cette valeur a même atteint 57% en moyenne dans le monde. Sur la carte suivante, les pays en jaune sont ceux qui avaient plus de 75% de population urbaine en 2008. En France, ce chiffre s’élève aux alentours de 78%.

L’empreinte écologique des villes est forte. Les villes sont le siège de micro-climats radicalement modifiés qui donnent lieu à des perturbations dans le cycle de l’eau, et la pollution engendrée affecte directement la végétation de régions entières. L’eau, les sols, l’environnement sonore et l’environnement lumineux sont affectés par les activités urbaines. Les villes consomment énormément de ressources naturelles, fossiles ou renouvelables, et produisent des volumes de déchets importants.

Cette tendance à l’urbanisation a de lourdes conséquences sur le climat global et local, mais pas seulement. En effet, élargir les villes implique d’empiéter sur le territoire rural. Ainsi, ce territoire qui était utilisé pour produire de la nourriture en majeure partie pour les habitants des villes, est remplacé par toujours plus d’habitants des villes. Il est alors clair que l’équation n’est pas équilibrée : avec moins d’espace où produire de la nourriture mais davantage de besoins, il va s’avérer de plus en plus difficile de répondre à la demande agro-alimentaire.

Le phénomène d’étalement des villes se fait de manière progressive, les zones rurales sont « grignotées » ou « mitées » par l’installation d’une maison, puis de quelques maisons puis d’un lotissement, etc. Et la disparition de ces terres cultivables périurbaines est inquiétante, car ces terres sont historiquement les plus fertiles. Ce sont elles qui ont attiré les fondateurs des villes en question.

De même, on peut constater que 60% de la population mondiale vit dans un pourtour littoral de 60km de large. On constate que la pression foncière y est plus qu’importante qu’à l’intérieur des terres. Or les zones côtières comportent souvent les écosystèmes parmi les plus productifs : prenons pour exemple les vallées alluviales ou des prairies inondables. La perte des terres agricoles ne concerne donc pas seulement la « campagne » à l’intérieur des terres, mais également les zones côtières.Agathe Colmant, Emmanuel Delannoy – pour l’institut INSPIRE Page 5 sur 43



De plus, avec l’étalement urbain, les distances parcourues par les ressources (eau, nourriture) pour atteindre les consommateurs sont de plus en plus importantes. Il en va de même pour les déplacements des habitants de ces zones urbaines. Moins la ville est dense, plus les déplacements des habitants sont importants. En outre, les habitants des villes denses ont plus tendance à utiliser les transports en commun que les habitants des banlieues, moins desservies.

Malgré la recommandation de la FAO (Food and Agriculture Organization, de l’ONU) de développer l’agriculture urbaine, la pression foncière a tendance à réduire les surfaces affectées aux jardins ouvriers et familiaux. Pourtant, l’agriculture urbaine permettrait de donner aux zones urbaines une plus grande résilience, et une dépendance aux énergies fossiles moindre, puisque les transports sont beaucoup moins sollicités dans ce genre d’agriculture de proximité.

I / B. Les ressources halieutiquesNous nous intéressons plus particulièrement à la consommation de poisson et

des produits de la mer. Ces produits ont longtemps été principalement consommés dans zones côtières. Mais au cours du XXème siècle, le secteur de la pêche a connu un développement important, notamment grâce aux progrès des méthodes de pêche et de conservation du poisson. Aujourd’hui, près de 2,6 milliards de personnes n’ont que le poisson comme source de protéines, et 200 millions de personnes gagnent la totalité ou une partie de leur revenu grâce à la pêche et aux activités liées.

Mais ce développement est aujourd’hui confronté aux limites écologiques et à des pressions économiques fortes, à cause de l’appauvrissement dramatique des fonds marins et des réserves de poisson. L’ONU a récemment interpellé les dirigeants mondiaux sur la gestion des stocks halieutiques. Est notamment mise en cause la surexploitation par les bateaux usines de zones où le poisson constitue la source principale de protéines. Cette configuration se retrouve en Afrique où la consommation de poissons est inférieure à celle des autres continents, alors qu’il y représente la principale source de protéines. De plus, des moyens considérables sont déployés pour pêcher des espèces précises comme le thon rouge, conduisant à la raréfaction des espèces visées, parfois jusqu’à la disparition totale.

La raréfaction de la ressource halieutique constitue une menace réelle pour l’industrie de la pêche, à la fois en termes d'approvisionnement et en termes d’image. En 2006, alors que la demande était en pleine croissance, la FAO a estimé que 75% des stocks de poissons connus étaient pleinement exploités, voire pour certains proches de l’extinction. Ce chiffre monte jusqu’à 88% pour l’Europe. Le consommateur voit lui aussi les conséquences de l’épuisement des stocks de poisson : augmentation des prix, diminution de la taille des poissons qu’il achète, davantage d’espèces exotiques et de produits de l'aquaculture sur les étals…

L’ensemble de ces données permet de comprendre l’urgence du problème et la nécessité d’agir vite. De plus, le problème ne concerne pas seulement les poissons issus de la pêche, les poissons d’élevage étant partiellement nourris avec des farines de poissons sauvages. Or l’aquaculture et la pisciculture sont les solutions adoptées, notamment en Chine et dans le reste de l’Asie, pour répondre à la demande croissante en nourriture, et faire face aux restrictions de pêche imposées. La principale Agathe Colmant, Emmanuel Delannoy – pour l’institut INSPIRE Page 6 sur 43



problématique de l’aquaculture est de la rendre « durable », en réduisant son impact sur l’environnement au minimum.

L’aquaculture a été très critiquée par des organisations non gouvernementales comme Greenpeace ou le WWF. Elle est en effet très gourmande en eau (pour l’aquaculture continentale), et certaines pratiques, par exemple l’utilisation excessive d’antibiotiques ou les concentrations excessives dans certaines exploitations polluent l’eau sortant du système (résidus médicamenteux et nitrates).

Il arrive aussi que la réglementation relative aux conditions de vie des poissons d’aquaculture ne soit pas respectée, notamment en ce qui concerne la concentration de poissons dans les bassins d’élevage. De trop grandes concentrations permettent aux des parasites de se développer et de proliférer et augmentent les rejets.

Enfin, les ONG ont aussi protesté contre le fait que les poissons d’élevage soient nourris en partie par des farines d’autres poissons. Il est effectivement paradoxal de nourrir des poissons d’élevage avec des farines de poissons issus de la pêche alors que l’aquaculture est sensée contribuer à résoudre les problématiques liées à la diminution des stocks de poissons sauvages.

I / C. L’eauIl est estimé que d’ici à 20501, nous ferons face à une pénurie d’eau

potable. La région Moyen-Orient et Afrique du Nord est la zone où la disponibilité en eau est la plus faible, et 85% de cette eau est utilisée dans l’irrigation. La gestion de l’eau constitue donc dès aujourd’hui un enjeu extrêmement important. Il est particulièrement pertinent de s’intéresser à l’utilisation de l’eau dans la production de nourriture pour l’homme. En effet, 95% de la demande en eau mondiale est destinée à l’agriculture, les 5% restants allant à l’industrie et aux réseaux d’eau potable. Il faut donc trouver d’autres solutions que les techniques actuelles, qui sont trop gourmandes en eau en regard des ressources disponibles. En effet, la demande en nourriture va augmenter avec la population mondiale, et les régimes de précipitations risquent d’être impactés, au moins pour certaines zones, avec le changement climatique.

Alors qu’en 2012, un humain sur sept n’a pas accès à une eau potable de qualité, il est impensable de gaspiller l’eau par des systèmes non optimisés.

C’est dans ce contexte mondial que l’aquaponie, qui consiste à combiner plusieurs productions agricoles complémentaires afin de limiter la consommation d’espace, d’intrants et d’eau, peut trouver sa place.

1 http://www.actualites-news-environnement.com/17951-manque-eau.htmlAgathe Colmant, Emmanuel Delannoy – pour l’institut INSPIRE Page 7 sur 43


http://www.actualites-news-environnement.com/17951-manque-eau.html


II / Qu’est-ce que l’aquaponie ?

II. A / DéfinitionL’aquaponie est l’association, dans un système intégré, de l’aquaculture (élevage

de poissons) et de l’hydroponie (culture de pantes hors-sol). Prises séparément, ces deux méthodes de culture ont un certain nombre de désavantages que l’aquaponie transforme en atouts. Il s’agit d’une approche durable et écosystémique de la production de nourriture.

Ce principe de production mime le fonctionnement des écosystèmes, en reproduisant une chaine trophique simplifiée, impliquant des producteurs primaires (les végétaux), des consommateurs (les poissons) et des recycleurs (des, lombrics ou des larves d’insectes et les bactéries). A ce titre, l’aquaponie relève du champ du biomimétisme (niveau 3 : écosystèmes et flux) et de l’économie circulaire (valorisation en circuit fermée des ressources et efficacité énergétique).

Un système aquaponique comporte trois acteurs essentiels qui travaillent en symbiose. Il s’agit des poissons, des plantes et des bactéries. L’eau circule dans tout le système et transporte l’ammoniac provenant de l’activité des poissons vers le substrat dans lequel poussent les plantes. Là, les bactéries, naturellement présentes dans l’eau, transforment cet ammoniac d’abord en nitrites puis en nitrates, et ces nitrates sont consommés par les plantes comme nutriments. L’eau est alors purifiée et peut retourner vers les aquariums à poissons.

Nous pouvons même boucler davantage le système, en compostant les déchets végétaux des plantes cultivées et en les utilisant pour nourrir des larves, qui serviront elles-mêmes de nourriture aux poissons.

Les systèmes aquaponiques permettent d’importantes économies d’eau (90% d’eau en moins, par rapport aux deux systèmes pris séparément) et d’énergie. De plus, la production est nécessairement réalisée sans antibiotiques pour les poissons, puisque ces produits pourraient nuire à l’activité bactérienne nécessaire au recyclage de l’eau. De même, les fertilisants ou les pesticides sont proscrits puisqu’ils seraient nocifs aux poissons. Les produits sont alors sains, de bonne qualité nutritive et disponibles toute l’année et en grande quantité. Les rendements attendus sont très favorables tant pour la production de poissons que pour les plantes, qui poussent jusqu’à trois fois plus rapidement que dans un champ traditionnel.

Enfin, une serre aquaponique pouvant être installée n’importe où, la production peut se faire à proximité des lieux de consommation, ce qui limite les émissions de CO 2

dues au transport.

Le principe de l’aquaponie est très souple, et peut être développé sous différentes formules, du jardin privé pour une installation familiale, à une installation industrielle.




II. B / Intérêt pour les parties prenantes

L’aquaponie présente de nombreux avantages théoriques pour les parties prenantes.

Tout d’abord, un intérêt écologique : le fonctionnement d’un système aquaponique nécessite 90% d’eau en moins par rapport aux systèmes d’hydroponie et d’aquaculture classiques. L’eau est recyclée grâce à la complémentarité des besoins et des déchets des poissons et des plantes, il n’est donc pas nécessaire de la remplacer aussi fréquemment que dans d’autres systèmes. L’apport en eau nécessaire peut se faire grâce à un bassin de récupération d’eau de pluie. Comme nous l’avons vu précédemment, la diminution de notre consommation d’eau est un enjeu primordial dans le contexte actuel.

De plus, un système idéal intègrerait des panneaux solaires combinant les technologies photovoltaïque et thermique. Ainsi, nous réalisons des économies d’énergie de chauffage de l’eau pour les poissons, et nous disposons d’une source d’énergie électrique écologique.

En outre une telle exploitation ne permet pas d’utiliser des pesticides pour les plantes ou des antibiotiques pour les poissons, car ces produits pourraient contaminer la partie du système non visée. Nous n’avons alors pas de flux sortant d’eau comportant toutes sortes de produits chimiques, comme cela peut être le cas pour d’autres types de cultures. Les produits sont donc exempts de toute substance chimique. Nous obtenons ainsi des produits « bio », même s’ils ne sont pas éligibles à ce label.

Etant donné que les systèmes aquaponiques peuvent être adaptés à tous types d’environnement, il est théoriquement possible d’en installer partout, notamment à proximité des zones de distribution (marchés, unité de préparation des poissons…). Cette adaptabilité réduit les émissions dues au transport de marchandises, et permet au consommateur d’avoir des produits très frais. Il est également possible d’installer un montage en zone urbaine, pour produire de la nourriture en utilisant le moins de ressources (eau, énergie, espace) possible. Cela permettrait de répondre au manque d’espace urbain, ainsi qu’à l’augmentation de la demande en nourriture due à l’augmentation de la densité de population urbaine.

Un système aquaponique fonctionne certes en circuit presque fermé et en régime permanent, mais il est nécessaire que quelqu’un s’occupe de surveiller la qualité de l’eau, nourrisse les poissons, nettoie le filtre, récolte les plantes et les poissons lorsqu’ils arrivent au terme de leur croissance, récupère les déchets issus de la production de légumes et de nettoyer le filtre etc… Le fonctionnement d’un tel système créera donc des emplois.




II. C / Pré-requis Pour un individu, une entreprise ou une collectivité souhaitant se lancer dans

l’aquaponie, certains prérequis sont à valider.

Il s’agit notamment de s’assurer que l’on dispose bien d’un endroit où placer l’installation. Nous pensons par exemple que l’installation de systèmes aquaponiques pourrait permettre de réhabiliter une friche urbaine ou périurbaine. Cependant, selon le type de projet, l’espace occupé par le système peut être très restreint pour répondre aux problématiques liées à la concentration des populations en milieu urbain, et au manque d’espace disponible. Les systèmes peuvent être par ailleurs conçus pour être aisément intégrés dans des bâtiments existants.

Ensuite, il faut pouvoir recruter une personne ayant des compétences en aquaponie, ou en aquaculture et hydroponie, ou encore en agronomie. Cette personne devra s’occuper de la mise en fonctionnement du système, puis de la maintenance, et du fonctionnement quotidien du montage.

De plus, par souci de faire toujours plus d’économies d’énergie, et d’autonomie, il est souhaitable de bénéficier d’une bonne exposition à la lumière naturelle, pour limiter l’éclairage artificiel des cultures, voire d’un ensoleillement favorable pour la production d’énergie photovoltaïque. En complément d’une installation bien conçue, l’installation de panneaux solaires thermiques et photovoltaïques peut permettre de grandes économies d’électricité, pour le fonctionnement des pompes et le chauffage de l’eau en hiver.




II. D / Quelques exemples d’implantations aquaponiques dans le monde

Nous pouvons tout d’abord citer le fournisseur Backyard Aquaponics, qui a installé de nombreux systèmes familiaux en Australie, de tailles et de styles différents. L’Australie est particulièrement réceptive à ce type d’agriculture, notamment grâce aux travaux de Wilson Lennard, qui a construit des systèmes dans ce pays, mais également en Nouvelle Zélande (pour la fondation Berrysmith), aux Etats-Unis et dans les îles Cook.

L’Amérique du Nord compte un certain nombre de systèmes en fonctionnement, avec notamment celui de « M.L. Aquaponics » au Canada. Cette ferme est gérée par Marc Laberge depuis sa création en 2005 (voir illustration à droite). L’entreprise a produit 1,4 millions de laitues, et plus de 50 000 filets de truite fumée depuis sa première récolte en juin 2005. Elle propose même des franchises dont le profit annuel anticipé serait de 86 000 CAD. On trouve aussi des systèmes aux Etats-Unis, par exemple dans les Caraïbes, le système étudié par le Dr James Rakocy à l’Université des Virgin Islands.

L’aquaponie est un peu moins développée en Europe qu’en Amérique ou en Océanie, mais on voit des projets fleurir dans plusieurs pays. Au Royaume-Uni, Aquaponics UK a travaillé sur de nombreux projets, détaillés sur leur site2. Nous pouvons citer notamment le système « FARM : » à Londres, qui produit de la nourriture pour un restaurant, avec des plantes, des poissons, et des poules élevés aux différents étages du restaurant. Ils ont aussi aidé à développer, entre autres, des systèmes comme « Uit Je Eigen Stad » littéralement « De votre propre ville », à Rotterdam (Pays-Bas), un système pour MoffatCAN en Ecosse, un système de recherche à Colchester (Angleterre), un petit système à énergie solaire en Ouganda, etc…

Le projet « Frisch vom Dach » en Allemagne vise à reconvertir une ancienne usine de malt en ferme urbaine aquaponique. Plusieurs projets sont en cours de développement en France, en région parisienne, avec Agnès Joly, ou en Isère, avec l’association « Cultivons nos toits ». A notre connaissance le seul système français en cours de fonctionnement se trouve au lycée agricole de la Canourgue.

Le Tilapia est produit en grande quantité dans le monde, particulièrement en Chine et à Taïwan, mais pour l’instant, les installations sont majoritairement uniquement de type aquaculture.

2 http://www.aquaponics.org.uk/Agathe Colmant, Emmanuel Delannoy – pour l’institut INSPIRE Page 11 sur 43


http://www.aquaponics.org.uk/


III / Scénarios pour un projetNotre projet vise à favoriser le développement de l’aquaponie, d’abord à titre

expérimental, en tant que démonstrateur de l’économie circulaire et du biomimétisme, puis dès que possible à une échelle économique viable de manière autonome. Dans ce cadre, plusieurs scénarios sont envisagés, que nous décrivons ci-après.

Scénario 1 : Pilote démonstrateurLa première possibilité serait de réaliser un pilote de petite dimension, avec

seulement quelques bassins et quelques bacs pour les plantes, qui servirait de support pédagogique, de démonstrateur. Ce pilote pourrait être exposé dans les locaux de l’Institut INSPIRE, et servir d’illustration pour des formations sur l’économie circulaire ou l’agriculture urbaine. En outre, ce montage pourrait être développé avec l’aide du lycée agricole de La Canourgue, spécialisé en aquaculture et impliqué dans un projet d’aquaponie par ailleurs. La contrepartie serait alors de servir de site pilote supplémentaire pour ce projet, et de fournir des données longitudinales sur l’évolution de notre système, selon des protocoles définis en accord avec le LEGTPA de La Canourgue.

Scénario 2 : Production agri-aquacole d’urgenceUne autre option envisagée serait de concevoir un kit d’agriculture d’urgence. Ce

kit serait conçu pour pouvoir être expédié rapidement dans un container, vers une région ayant subi un sinistre. L’objectif serait, en prolongation de l’aide alimentaire d’urgence, de favoriser la reprise de la production alimentaire locale. Il serait ainsi possible d’envoyer dans un premier temps la structure à monter (serre + raccordements tuyauterie) et dans un deuxième temps les premiers alevins de poissons et les premières boutures de plantes.

Scénario 3 : ferme urbaineNous pourrions envisager d’avoir une structure en ville, de type agriculture

urbaine qui servirait à la consommation locale avec par exemple la partie production, et juste à côté, la partie consommation. Ce genre d’installation serait un peu du type de ce qui se trouve déjà à Londres par exemple, avec FARM. Ce concept joue aujourd’hui sur son côté branché pour attirer les consommateurs, mais il constitue à terme une véritable opportunité pour une résilience accrue des villes.




Scénario 4 : Filières non alimentaireNous avons aussi envisagé de diversifier le type de poissons et de plantes du

système, notamment pour pouvoir démarrer rapidement le démonstrateur, sans être freiné par les limitations d’ordre règlementaire, à toute production destinée à l’alimentation humaine. La partie aquaculture pourrait être ainsi destinée à la production de poisson d’ornement, de type carpe Koï et autres poissons de bassin ou d’aquarium, pour lequel la valeur ajoutée est paradoxalement plus élevée que sur le marché alimentaire, même si ce marché est déjà passablement encombré. Pour la partie végétale, nous pourrions envisager de produire de la biomasse non alimentaire, par exemple pour produire de l’énergie ou des fibres isolantes (bambous, chanvre, etc.). Un tel système serait beaucoup plus simple à démarrer, notamment en raison des moindres enjeux règlementaires. S’il ne répond pas aux enjeux de durabilité détaillés en ouverture de ce document, il permettrait de disposer rapidement d’un démonstrateur technologique pertinent.

Scénario 5 : Production industrielleUn dernier scénario est celui d’une structure de type industriel, à grande capacité

afin d’avoir une production rentable et de fournir en nourriture un grand nombre de personnes, dans le sud de la France. Des productions de ce type existent déjà au Canada, où elles sont proposées sous forme de franchise. En région PACA, nous pourrions envisager de développer ce projet avec la start-up Zoe Biotech, société qui a mis au point un procédé de bioconversion de déchets organiques pour le marché de l’alimentation animale spécialisée, notamment dans l’aquaculture. La société pourrait ainsi tester l’utilisation de larves Black Soldier Flies comme apport de protéines dans l’alimentation des poissons. Dans cette optique d’économie circulaire, un projet de revalorisation des déchets sous serres photovoltaïques, produisant plusieurs mégawatts d’électricité et implantées à St Martin de Crau, au sein d’un écosystème agricole prendrait tout son sens, avec d’un côté la production de larves, de l’autre un système aquaponique, encore un peu plus loin de l’aviculture, la production de lombricompost… Le terrain situé à Saint Martin de Crau est approprié, car il est situé à proximité d’une ancienne décharge, de pipelines, et d’une zone militaire, sur des friches industrielles non valorisables pour l’agriculture ou le tertiaire.

Types de locaux envisagésL’installation d’un système peut être effectuée dans une grande variété de locaux

disponibles, de la serre agricole en passant par des locaux industriels abandonnés, préalablement dépollués

Pour un certain nombre des scénarios décrits ci-dessus, nous pourrions utiliser l’aménagement de serre proposé par Yannick Le Guiner, du pôle écodesign. Il travaille

actuellement sur le développement d’une serre éco-conçue, favorisant les reconnections entre des activités à priori séparées. Ce genre de serre serait un bon endroit où développer un système aquaponique, à côté duquel pourrait se trouver des bureaux, ou d’autres locaux d’accueil du public comme une salle de formation ou encore un restaurant…




La structure étant démontable, elle pourrait être incluse dans le scénario du kit d’agriculture d’urgence décrit ci-dessus. En effet, ces serres sont conçues « en kit» pour pouvoir être assemblées en chantier participatif, avec un minimum d’outils. Ce genre de serre nous semble donc particulièrement adapté à plusieurs de nos hypothèses.

La serre photovoltaïque adaptée à l’aquaponie mise au point par Patrice Labrousse couvre une surface de 938m2. Sa hauteur varie entre 3,20 et 4,60m. Les faces est et ouest sont vitrées, la serre est orientée sud et la circulation dans la serre se fait sur un chemin situé au nord.

Cette structure est clairement adaptée à des projets plus ambitieux, de type industriel ou semi industriel, ou en complément d’une production maraîchère classique sous la même serre.

Paramètres du systèmeAfin de dimensionner le système, nous avons commencé par prendre en compte

différents paramètres et nous avons élaboré plusieurs scénarios en les faisant varier tout à tour, tout en gardant constants les ratios trouvés dans la littérature.

Les paramètres considérés sont :- le type de poissons élevés- la quantité de poisson voulue pour la vente- la fréquence de vente- La quantité de poissons par volume d’eau- le type d’apport nutritionnel des poissons- le ratio choisi entre le volume d’eau et le volume de substrat pour les plantes- le type de plantes- le matériel utilisé (pompes, panneaux photovoltaïques, filtres, etc)- l’endroit où le montage sera mis en fonctionnement- les dimensions caractéristiques choisies pour les bacs d’aquaculture et d’hydroponie

Ces paramètres influencent le profil du montage que nous pourrions construire, ainsi que le coût de l’opération. Les détails des paramètres pour chaque scénario sont disponibles en annexeAgathe Colmant, Emmanuel Delannoy – pour l’institut INSPIRE Page 14 sur 43



III. A / Choix du type de poissonsDans un premier temps, nous avons choisi de considérer que nous travaillerons

avec des poissons de type « Nile Tilapia », particulièrement adaptés à un fonctionnement en aquaponie. Le Tilapia est un poisson d’eau douce à chair blanche et ferme ne contenant pratiquement pas d’arêtes. Il a un goût délicat, et sa chair contient des vitamines B et D, ainsi que du sélénium et du phosphore en quantité significative. Notons que les sources de vitamine D dans notre alimentation sont rares (huile de foie de morue), et que d’après une étude de l’Académie de Médecine, 80% des adultes son en déficit de cette vitamine. Il s’agit d’un poisson peu gras, qui contient tout de même deux acides gras de la famille des oméga-3. Une portion de Tilapia grillé ou cuit au four contient 26,15g de protéines, 57mg de cholestérol, et 2,65g de lipides. La même portion fournit 129kcal.

La production de Tilapias se situe en deuxième position sur le marché mondial de l’aquaculture, juste après la production de carpe, qu’il est amené à dépasser d’ici peu. C’est le poisson le plus consommé aux Etats-Unis. Ces poissons résistent à des conditions très variables en termes de qualité d’eau et de température, et ont une croissance très rapide, de l’ordre de 24 à 52 semaines pour un poisson de 450 à 900g dans des conditions optimales. Pour des conditions qui s’écartent un peu des conditions optimales, on peut espérer obtenir des poissons de 500g en 45 semaines environ. Grâce à ces cycles courts, le Tilapia n’est pas aussi fragile vis-à-vis des pathologies que d’autres poissons. En effet, il en cas de contamination, il est possible de relancer la production en à peine 4 mois.

Dans le cas de l’élevage de Tilapias, il est indispensable de prendre les précautions nécessaires pour garder les poissons dans notre système et à ne pas en laisser s’échapper. Il s’agit en effet d’un poisson potentiellement envahissant dans les zones où l’eau est chaude. Le risque dans les zones tempérées est toutefois limité, car leur système immunitaire est en danger à 13°C et les poissons meurent dans une eau à 10°C (voire un peu plus). Dans nos écosystèmes du nord de la méditerranée, il n’y a pas de risque que l’espèce devienne envahissante. Quoi qu’il en soit, les systèmes que nous envisageons sont en circuits fermés, les poissons sont confinés dans des bassins sous serres, sans connexion possible avec le milieu aquatique. Le risque d’évasion ou d’enlèvement (par un oiseau par exemple) est donc nul.

Une femelle Tilapia est mature au bout de 3 à 4 mois de croissance. Elle peut ensuite pondre une centaine d’œufs toutes les 3 à 4 semaines. Il est intéressant d’avoir, dans l’aquarium de reproduction, deux mâles pour une femelle, afin d’optimiser le rendement de la reproduction. La reproduction des Tilapias nécessite une technique relativement complexe, qui pourrait s’avérer très peu fructueuse sans des connaissances approfondies en aquaculture tropicale. Des compétences pointues sont donc nécessaires pour maîtriser la reproduction, mais il est aussi possible de s’approvisionner en alevins auprès de société spécialisées (voir plus loin).

Leur « FCR » de 1,7 (Food Conversion Rate = Taux de Conversion de Nourriture) est assez élevé. Cela signifie que pour 1kg de poissons, il faut fournir 1,7kg de nourriture. Ce sont des poissons omnivores qui ont besoin d’une alimentation à faible teneur en protéines (environ 30%).




Dimensionnement

A partir de cette hypothèse et de données trouvées dans différentes publications, voilà le détail d’un calcul de dimensionnement de la structure.

Nous sommes partis de l’idée nous voulions produire une grande quantité de poissons. Nous avons donc commencé par faire varier la quantité de poissons que nous souhaiterions obtenir par « récolte », et la fréquence de ces récoltes. Cette fréquence détermine le nombre d’aquariums nécessaires, car il est plus intéressant financièrement de récolter tous les mois, donc d’avoir un aquarium pour chaque génération de poissons. Avoir un aquarium par génération présente également un intérêt technique : cela permet d’avoir une eau en sortie des bassins ayant une composition nutritive assez constante tout au long de l’année. Avec une seule grosse récolte toutes les 36 semaines, la quantité de nutriments disponibles pour les plantes varie énormément pendant ces 36 semaines.

Un modèle possible serait de produire 100kg de poissons toutes les 4 semaines. En considérant que les poissons seront de taille acceptable pour le marché au bout de 36 semaines d’élevage, nous devrons travailler avec 9 aquariums pouvant contenir 100kg de poissons adultes, afin de produire selon le rendement défini plus haut. Le Tilapia peut être élevé à des densités assez élevées, typiquement entre 0,02 et 0,05 kg/L selon le stade de croissance. En prenant pour référence une « concentration massique » de poissons d’environ 40 kg/m3, nous devons utiliser des aquariums de 2,5 m3. Le volume total d’eau dans le système est alors de 22,5 m3.

La production annuelle étant de 100*(52/4) = 1300 kg de poissons, l’élevage nécessite un apport en nourriture de 1,7*1300 = 2210 kg. L’alimentation des poissons pouvant contenir jusqu’à 30% de protéines, nous pouvons envisager de les nourrir en partie de larves de « Black Soldier Flies ». Il faut alors produire 663 kg de ces larves par an et donner aux poissons 1547 kg d’aliments d’origine uniquement végétale.

Afin de dimensionner l’installation, nous avons utilisé un rapport trouvé dans la littérature, affirmant que pour un échange optimal de nutriments dans un système de type « raft », il faut donner entre 60 et 100g de nourriture aux poissons par mètre carré de surface dédiée aux plantes, par jour. Pour un système utilisant un simple substrat de type billes d’argile, ces nombres diminuent, ce qui augmente la surface de plantes




correspondante. En prenant la partie basse de la fourchette, avec 60 g/m2/jr, nous pouvons en déduire que la surface que nous devrions utiliser pour les plantes devrait couvrir environ 100,91 m2. Pour connaître avec exactitude le bon ratio, il faut faire la relation directe entre : l’azote apporté par la nourriture des poissons, et l’azote transformé par l’ensemble poissons / bactéries, qui devient ainsi absorbable par les plantes.

A partir de la littérature, nous pensons qu’un bon ratio entre le volume d’eau du système et le volume de substrat dans lequel poussent les plantes est de 1 pour 2. Nous devrons donc avoir 22,5*2 = 45m3 de substrat. Puisque nous connaissons déjà la surface de substrat optimale, nous pouvons en déduire la hauteur de substrat que nous allons utiliser : 45 / 100,91 = 0,45m. Nous déduirons la longueur, la largeur et le nombre de bacs en fonction du dimensionnement des aquariums pour poissons. Nous pourrons ainsi « empiler » les bacs et gagner non seulement de la place pour le montage, mais aussi de l’énergie, car nous pourrons utiliser la gravité pour faire circuler l’eau des bacs hydroponiques aux aquariums à poissons.

Afin d’avoir un bon flux aquatique dans les aquariums, nous avons trouvé que ces bacs doivent avoir les proportions suivantes : 30:3:1, s’ils sont rectangulaires. Nous avons donc calculé les dimensions des bacs que nous devrons utiliser, connaissant le volume de chaque bac. Nous obtenons les dimensions suivantes : 9,09m*0,91*0,30m.

En prenant la même longueur et la même largeur pour les bacs hydroponiques (9,09m*0,91m), nous trouvons qu’il faut entre 12 et 13 bacs de ces dimensions dédiés aux plantes pour couvrir la surface nécessaire.

La surface totale utilisée est alors de 191,72m2. Comme cela a déjà été évoqué, cette surface peut être réduite en superposant des bacs dans la mesure du possible.

III. B / Quelle forme pour les aquariums ?L’un des paramètres qu’il est intéressant de détailler ici est la forme des

aquariums. Le scénario décrit plus haut utilise des aquariums rectangulaires, ce qui impose d’avoir des dimensions particulières pour avoir une circulation d’eau adaptée à l’aquaponie. Nous avons également considéré la possibilité d’utiliser des aquariums circulaires. En incluant cet élément dans le scénario décrit précédemment, nous obtenons, pour une hauteur d’aquarium de 1 m, un diamètre de √(2,5/(π*1)) = 1,78 m. (rappel - Volume d’un aquarium : 2,5 m3). Les aquariums circulaires ont tendance à être autonettoyants, contrairement aux bassins rectangulaires, dans lesquels des zones peuvent devenir stagnantes. Pour cela, il faut que le flux d’eau en entrée du bassin soit perpendiculaire au rayon du bassin. Ainsi, se développe un flux circulaire qui entraine les déchets au centre du bassin, vers l’évacuation.

Avec ce matériel, nous adaptons les dimensions des bacs hydroponiques. Nous avons pensé prendre des bacs carrés, à disposer au dessus des aquariums. Nous prenons donc un côté pour les bacs de 1,78 m (même longueur que le diamètre des aquariums). En considérant la surface nécessaire de substrat pour les plantes calculée précédemment (100,91 m2), nous trouvons un nombre de bacs égal à 32. Etant donné que nous n’avons que 9 aquariums, nous pensons qu’il faudra disposer 1 voire 2 bacs hydroponiques au dessus de chacun de ces aquariums (donc système à 2 ou 3 étages) et disposer les autres de manière judicieuse, pour économiser de la place et de l’énergie de pompage.Agathe Colmant, Emmanuel Delannoy – pour l’institut INSPIRE Page 17 sur 43



III. C / Produire d’autres types de poissonsNous avons également étudié la possibilité d’élever d’abord des poissons

d’ornement de type carpes koï. Cela nous permettrait d’une part de laisser le temps au système de s’ajuster, et également de produire dès le départ, au cas où nous n’aurions pas immédiatement le droit de vendre des poissons destinés à la consommation. Nous pourrions alors élever ces poissons d’ornement et les vendre en tant que tel, dans le but de tester notre système et d’en démontrer la viabilité. Cela nous permettrait de commencer à amortir l’investissement initial, en attendant l’autorisation pour commercialiser nos produits. Ce revenu serait alors complémentaire de celui obtenu grâce aux plantes cultivées. Il faut tout de même noter que le marché de la carpe koï est assez petit et très bien occupé.

Nous pourrions éventuellement tester différents types de nourritures sur ces poissons, afin d’arriver à un mélange adapté. L’étude concernant la nourriture pourrait se faire en collaboration avec Zoe Biotech. Cette étude devra bien entendu prendre en compte le fait que les tests se feront sur des poissons qui ne seront pas les destinataires finaux du mélange optimal obtenu.

Enfin, nous avons pensé que pour optimiser les dépenses d’énergie liées au chauffage de l’eau pour les Tilapias, nous pourrions diversifier l’élevage, en produisant du Tilapia en été, et de la truite en hiver. Le Tilapia vit dans une eau aux alentours de 28°C et la truite plutôt aux alentours de 12°C. Varier de type de poissons permettrait d’éliminer la contrainte du chauffage de l’eau, mais en rajouterait d’autres. En effet, l’élevage des truites est bien plus contraignant que celui des Tilapias, elles sont plus fragiles et résistent moins bien à des écarts aux conditions d’élevage optimales.

III. D / Produire des plantesNous nous sommes ensuite intéressés à la récolte de plantes que nous pouvions

espérer obtenir avec cette installation. En considérant que nous plantions des salades, pouvant pousser avec une densité de jusqu’à 16 /m2 en 4 semaines, nous avons obtenu les résultats suivants :- Nombre de plantes par récolte : 101m2*16 = 1616- Nombre de récoltes : 52/4 = 13- Nombre de plantes par an : 13*1616 = 21008

Ce nombre est légèrement surévalué, car nous avons arrondi la surface à 101 m2

quand en réalité elle fait 100,91 m2.

Il faut ajouter que ce calcul ne représente pas la réalité de ce que nous espérons obtenir, car nous voudrions respecter une certaine biodiversité dans la mesure du possible. Cela nous permettra d’une part d’éventuellement obtenir de meilleurs résultats, et surtout, en cas de pathologie spécifique à une espèce, nous ne perdrions pas toutes nos récoltes soudainement.

Nous pensons donc cultiver également des plantes aromatiques, adaptées à la culture hydroponique, et ayant une forte valeur ajoutée. Nous pourrions aussi cultiver des plantes médicinales, pour éventuellement essayer de toucher le marché des cosmétiques.




Lors de l’installation des boutures dans le circuit, il faudra faire attention à l’ordre dans lequel les plantes sont disposées. En effet, s’il n’y a qu’un seul point d’arrivée de l’eau dans les bacs hydroponiques, les plantes les plus proches de l’arrivée d’eau auront davantage de nutriments disponibles que celles proches de la sortie. De plus, les bacs en début de circuit, les plus proches des bassins, bénéficieront d’un apport plus grand en nutriments que les bacs les plus éloignés. Ainsi, diversifier les espèces de culture permettra de remédier à cela en plaçant les espèces les moins gourmandes en nutriments à la fin du circuit et celles qui consomment le plus à l’entrée. De même, au sein d’une même espèce, il faudra mettre les plants les plus jeunes le plus près possible de l’entrée, car ils ont besoin de davantage de nutriments. Une autre solution serait d’installer plusieurs entrées, à des endroits stratégiques du bac, ou même d’utiliser un goutte-à-goutte. Le système de goutte-à-goutte ne serait cependant pas vraiment idéal, car il vaut mieux utiliser des tuyaux avec un grand diamètre, afin d’éviter qu’ils ne se bouchent. Les tuyaux trop fins sont très souvent sujets à l’obturation, à cause des bactéries qui se développent avec la matière organique dissoute. Il serait donc intéressant d’installer plusieurs points d’entrée de l’eau dans un même bac, mais il faut également considérer la possibilité d’avoir un circuit qui apporte de l’eau provenant directement du bassin de nivelage à chaque bac hydroponique. Cela permettrait d’avoir un apport de nutriments à peu près équivalent dans tous les bacs.

Il est important de noter que les plantes nécessitent une certaine quantité de lumière pour bien pousser, et que cette lumière ne doit pas être uniquement artificielle. Nous pourrons donc utiliser des lampes pour faciliter la croissance des plantes, mais seulement en complément de la lumière naturelle. De plus, la lumière artificielle ne sera pas forcément nécessaire, dans le cas où le système serait installé dans un endroit bien ensoleillé et dans une serre laissant passer la lumière naturelle en quantité suffisante. Le Dr W. Lennard nous a appris que les systèmes qu’il a conçus ne nécessitent pas d’éclairage supplémentaire, ce qui permet de faire des économies d’énergie.

III. E / Quelle source d’énergie ?Nous avons étudié la possibilité d’utiliser des panneaux solaires comme source

d’énergie, et éventuellement d’eau chaude. Nous pourrions installer des panneaux photovoltaïques disposés sur des échangeurs thermiques dans lesquels circule de l’eau refroidissant les cellules photovoltaïques et se réchauffant par ce procédé. Avec cette technologie, les cellules photovoltaïques sont plus performantes, et nous pouvons économiser la dépense d’énergie d’un chauffe-eau, dans le cas où les poissons élevés sont des Tilapias ou tout autre poisson vivant dans de l’eau « chaude ». L’entreprise Solaire2G propose des panneaux « Dualsun » qui combinent les technologies solaire thermique et solaire photovoltaïque.

La partie photovoltaïque ne permet pas d’utiliser directement l’énergie récoltée, car ce n’est pas rentable économiquement. Il faut la revendre à EDF à un prix jusqu’à 4 fois plus élevé que celui d’achat, et acheter l’électricité nécessaire au fonctionnement du système à EDF. Ce fonctionnement est avantageux financièrement, mais ne permet pas un fonctionnement en autarcie.

Il serait peut-être un peu difficile d’installer ces panneaux sur une serre, car il faut que la surface qui les supporte soit plane. Ils sont fixés à cette surface par l’intermédiaire d’un système d’intégration. De plus, il faut compter environ 25 kg par panneau à vide, il faut donc rajouter environ 3,5 kg pour le poids rempli. Une solution




proposée par Solaire 2G est d’ériger une structure en bois proche de la serre afin d’élever les panneaux, éviter les ombrages, choisir l’inclinaison…

Leur puissance maximale est de 250 Wc, ce qui correspond à un rendement de 25%. Le rendement du module photovoltaïque de ces panneaux est de 15,2%. Ce rendement est notamment dû à la partie thermique du panneau, car le fluide qui circule sous les cellules prend leur chaleur, et les refroidit, ce qui améliore leurs performances.

Les panneaux ont été conçus pour fonctionner avec deux circuits de fluide distincts. Le fluide qui refroidit les cellules photovoltaïques est de l’eau glycolée (antigel) en circuit fermé, et le deuxième circuit est ouvert et fait circuler l’eau qui doit être réchauffée. La transmission de chaleur pourrait se faire entre les deux circuits avec un échangeur dans le bassin de nivelage de l’eau par exemple. Le débit d’eau glycolée dans le circuit primaire fermé est ajusté par les installateurs en fonction des conditions environnantes, afin d’obtenir une différence de température entre l’entrée et la sortie de 10°C. Ce débit est aux alentours de 200 L/h pour un string circulant sous 6 panneaux, ainsi reliés en série. Il est intéressant d’avoir un débit similaire pour le circuit d’eau du système aquaponique, dans le but d’avoir une meilleure transmission de chaleur entre les deux fluides. En conséquence, il faudrait avoir plusieurs strings de 6 panneaux pour répondre à notre demande en eau chaude.

Ce genre de panneaux nous permettrait d’avoir une eau à 28°C pour les poissons toute l’année. Le système est muni d’un régulateur permettant d’ajuster le débit de fluide dans le circuit primaire fermé contenant l’eau glycolée pour s’adapter aux conditions extérieures. Dans le cas d’un hiver vraiment très rigoureux, un petit chauffage d’appoint permettrait de compenser la baisse de productivité thermique du panneau.

Pour ce qui est du coût cette installation, il fluctue beaucoup en fonction de l’installation (type de toit, nombre de panneaux, etc). Pour donner un ordre de grandeur, il faut compter entre 1,5 et 2 euros d’investissement de départ, par watt produit par l’installation. Classiquement, pour une maison type, l’installation fait 12 panneaux, et a une puissance de 8 kW. L’investissement de départ pour ce genre d’installation est alors entre 12 000 et 16 000 euros. Avec 12 panneaux en parallèle, une installation couvre 19,32 m2.

Nous avons également pensé à l’éventualité d’installer une éolienne, afin d’économiser encore davantage d’énergie. Dans le cas où la serre aquaponique serait installée dans une zone ventée, l’éolienne permettrait de faire fonctionner la pompe qui fait circuler l’eau dans le système. Nous n’avons pas eu le temps d’explorer davantage cette hypothèse, qui mérite d’être plus approfondie.

III. F / Renouvellement de l’eauAfin de renouveler l’eau dans le système lorsque cela est nécessaire, nous

avons envisagé d’utiliser un système de récupération d’eau de pluie. Ce système nous permettrait d’avoir une source d’eau gratuite, qui serait utilisée pour remplacer une partie de l’eau du circuit lors de vidanges partielles ou totales. Cette eau sera également nécessaire pour garder un niveau constant dans les bassins, à cause de l’évaporation inévitable dans une serre.




Pour ce qui est de la circulation d’eau dans le système, plusieurs sources s’accordent pour dire qu’il faut que l’eau du système soit entièrement renouvelée toutes les heures. Pour un système contenant 22,5 m3 d’eau, cette contrainte correspond à un débit de 22 550 / 3 600 = 6,25 L/s (ou 22 500 L/h…). Nous avons également appris qu’il ne faut pas forcément avoir une pompe par bassin, tant que le débit total correspond à celui attendu, il est même conseillé d’en avoir le moins possible, voire une seule. Il est donc intéressant de dimensionner les pompes utilisées pour faire des économies d’énergie. Il est important de noter que la pompe doit avoir un fonctionnement de type chasse d’eau, afin que les racines des plantes ne risquent pas d’être dégradées, et qu’elles aient accès à de l’oxygène dans l’air.

Ensuite, pour l’aérateur, il faut un minimum de 5 mg d’oxygène dissous dans l’eau pour une bonne croissance des poissons. Normalement, le nombre de kilogrammes d’oxygène transférés par heure par kilowatt est une donnée spécifiée dans les caractéristiques produits des aérateurs. Cette donnée permet de dimensionner le système d’aération. L’aérateur peut soit être placé dans le bassin de nivelage de l’eau, soit se trouver directement dans un bassin à poissons. On peut également imaginer avoir un aérateur par bassin.

III. G / Sous quelle forme vendre les poissons ?Nous avons ensuite la possibilité de préparer ou non les poissons avant de les

vendre. Le marché touché ne sera pas le même, selon que le poisson est vendu entier ou sous forme de filet. Si nous les préparions, nous pourrions vendre les produits finis plus cher, sachant qu’ils nous auront coûté davantage à produire. Si nous décidions de les vendre préparés, il faudrait soit choisir un sous traitant, soit concevoir une unité de préparation des poissons en plus du système aquaponique.

Nous pourrions également envisager d’avoir un système ayant pour but de fournir en matière première un restaurant, ou un traiteur qui servirait directement sur place des recettes à base de Tilapias et de légumes cultivés dans la serre aquaponique. Le tout pourrait être contenu dans une structure comme celle proposée par M. Yannick Le Guiner. La structure pourrait même servir de centre de formation, centré sur la cuisine issue d’agriculture écologique.

Dans tous les cas, il faudra réfléchir à la façon dont les poissons seront préparés. En effet, la réglementation est plus souple pour des fermes aquacoles dont les produits sont vivants. Si nous décidons de vendre les poissons sous forme de filets, ou entiers mais vidés, il faudra réfléchir à la façon dont nous allons les récolter, et au matériel dont nous aurons besoin pour ce faire.

III. I / Nourriture pour poissons et vermiponieAfin d’avoir un système en circuit le plus fermé possible, et avec le moins

d’apport de l’extérieur, nous avons réfléchi à quel nourriture nous allions donner à nos poissons. Les Tilapias sont des poissons micro-phytophages, mais ils ont un degré d’opportunisme qui les apparente davantage à des omnivores-détritivores qu’à des herbivores. Ils sont capables de se nourrir d’aliments très peu digestibles. Ils ont un rythme d’alimentation plutôt diurne.




Comme nous l’avons déjà évoqué, nous pourrions travailler en partenariat avec ZOEBIOTECH, qui élève des Black Soldier Flies, destinées à devenir de la nourriture pour des animaux de compagnie de type lézards, ou iguanes. Utiliser les Black Soldier Flies comme source de protéines nous permettrait de ne pas utiliser de farines de poissons issus de la pêche.

Au-delà de l’idée de nourrir les poissons avec des farines d’insectes comme apport de protéines, nous avons pensé à la possibilité d’utiliser le potentiel des larves de Black Soldier Fly pour d’autres applications.

Par exemple, nous pourrions découpler l’élevage de poissons de la culture de plante, pour mettre entre les deux une unité contenant des larves qui traiteraient l’eau de chacune des activités. Nous obtiendrions alors un produit supplémentaire : le compost résultant de l’activité des larves. De plus, cet ajout permet de traiter les déchets de gros calibre, comme les restes de poissons (tête, nageoires, épine dorsale, viscères, etc) ou les déchets issus de la culture des plantes et non adaptés au recyclage par l’alimentation des poissons. Cependant, ce système nécessiterait beaucoup d’apports en eau, car les larves l’intègrent en grande partie au compost lors de leur activité. Nous perdrions alors un des avantages majeurs de l’aquaponie.

Nous pourrions aussi ne pas découpler hydroponie et aquaculture, garder le système d’aquaponie en l’état. Nous récupèrerions les déchets végétaux non pas pour l’alimentation des poissons mais nous les donnerions aux larves pour qu’elles en fassent du compost que nous pourrions vendre (ou utiliser pour un potager annexe). Nous pourrions également récupérer les déchets dus à la préparation des poissons dans ce but. Selon l’utilisation que nous en ferons, il faudra tout de même faire attention à ce que nous donnerons aux larves, car pour obtenir un compost de qualité, il faut un ratio carbone : azote spécifique (30:1 environ), et de même pour le taux d’humidité (50%). Cela étant dit, il ne serait pas avantageux de donner des granulés aux larves, autant acheter des granulés directement pour les poissons. L’avantage du vermicompostage par rapport au compostage classique est qu’il est bien plus rapide. Pour ce qui est de la composition du matériau produit, elle est essentiellement de la même qualité.

Il est intéressant de noter que les Black Soldier Flies ne sont pas les seuls insectes à pouvoir être utilisés dans la valorisation des déchets solides d’une exploitation s’apparentant à un système aquaponique. En effet, de simples vers de terre peuvent également être utilisés, avec de très bons résultats.

Nous avons pu noter que les granulés disponibles dans le commerce comportent déjà une partie de protéines, bien souvent issues de farines de poissons de pêche. Afin d’éviter de participer à la surexploitation des fonds marins, nous avons pensé qu’il pourrait être intéressant de produire nous même des granulés pour nos poissons. Nous serions alors sûrs de ce qu’ils contiennent. Cette pratique est déjà connue dans certains pays d’Afrique. Cette piste n’a pas été développée par manque de temps, mais elle mérite d’être approfondie. Les déchets de l’exploitation seront-ils suffisants pour nourrir tous nos poissons ? Acheter des ingrédients spécialement pour ces granulés serait-il rentable ? Serait-ce compatible avec l’élevage de Black Soldier Flies ?

Un autre axe d’amélioration qui doit être étudié concerne la nourriture à donner aux poissons, aux différents stades de leur développement. Cette nourriture doit contenir des nutriments différents et dans des proportions différentes, et il faut également qu’elle soit présentée sous une forme différente (taille des granulés, etc).Agathe Colmant, Emmanuel Delannoy – pour l’institut INSPIRE Page 22 sur 43



III. J / Organisation dans l’espaceComme nous l’avons déjà évoqué, il semble judicieux d’organiser les différents

composants du système de manière à faire des économies de place et d’énergie. Pour cela, il est intéressant de superposer plusieurs éléments. Nous pensons disposer des bacs hydroponiques au dessus des bassins d’aquaculture, et disposer les bacs hydroponiques restant sur deux étages.

Ensuite, il faut prendre différentes règles en compte. Par exemple, il faut placer le filtre avant les bacs hydroponiques, pour éliminer les déchets de gros calibre. Cela évite que des zones d’anoxie se forment, ce qui aurait pour conséquence leur dégradation anaérobie et les constantes de l’eau seraient mauvaises pour les plantes. Ensuite, il faut prévoir le minimum de pompes possible, il serait même mieux de n’en avoir qu’une seule. Il faut la placer entre le point le plus bas et le point le plus haut, et laisser l’eau circuler par gravité dans le reste du système.

Enfin, il faut penser à l’utilisation du montage. Tous les bassins et bacs doivent être accessibles pour les récoltes, la maintenance, etc. Il faut donc prévoir de l’espace pour circuler, et un accès à tous les composants du système.

De plus, il faut considérer le fait que les tuyaux ne doivent pas être coudés à 90° ou davantage, ce qui limite les possibilités de disposition des composants du système. De la même façon, il faut essayer d’avoir un flux entrant d’eau dans les bassins qui soit perpendiculaire au rayon du bassin, afin d’avoir des propriétés autonettoyantes. Pour avoir ces propriétés dans les conditions décrites, il faut que le système soit muni de bassins avec une évacuation dans le bas du bassin, au centre. Ce genre de bassin ne va pas forcément nous intéresser pour notre système, car il ne permet pas vraiment d’avoir un écoulement par gravité.

En illustration, voilà l’organisation spatiale que nous obtenons en essayant de respecter les conditions décrites dans cette partie. La disposition se fait sur deux niveaux. Les composants sont numérotés par ordre croissant d’« altitude ». Les flèches représentent la circulation de l’eau. Nous avons pris un espace de 6 m sur 7 m, ce qui correspondrait à une serre de Yannick Le Guiner. Pour ces serres, il faudra bien prendre en compte la courbure des murs, si les bassins et les bacs hydroponiques sont superposés, la hauteur de la serre importe.




Niveau le plus bas :

Deuxième niveau, pus élevé :




RemarquesNous avons contacté plusieurs personnes expérimentées dans le domaine de

l’aquaponie, et nous avons eu des réponses qui concordaient sur plusieurs points. Nous avons en effet été mis en garde sur le fait que le concept fonctionne, mais qu’il est difficilement transférable d’un contexte à un autre. Le fonctionnement d’un système est extrêmement dépendant des paramètres choisis ou de ceux imposés par l’environnement. Il est alors très compliqué de dimensionner une structure sur la simple base des données d’autres montages en fonctionnement, et d’avoir un montage fonctionnel du premier coup. Des connaissances et compétences en agronomie, maraîchage et aquaculture sont plus que souhaitable pour se lancer dans un projet d’aquaponie à moyenne ou grande échelle. Aquaponics UK va proposer des formations pour donner des bases d’agronomie, afin de se lancer dans l’aquaponie. Ces formations ne débuteront pas avant septembre ou octobre 2013. De plus, il semblerait que l’aquaponie à grande échelle, telle qu’elle est pratiquée en Chine, nécessite des intrants chimiques pour avoir de bons résultats, ce qui ne correspond pas à notre objectif. C’est pourquoi il nous semble approprié de nous concentrer sur des installations à dimensions réduites.

Le CIRAD a conseillé à l’Institut INSPIRE de jouer un rôle de catalyseur de projets, existants et à venir dans le domaine de l’aquaponie, et d’interface entre acteurs pour favoriser le partage d’expérience et l’acquisition de données techniques et scientifiques. Cela permettrait de centraliser les données obtenues par l’expérience de chacun. Cette approche s’inscrirait en collaboration avec le LEGTPA de La Canourgue, le CIRAD, l’INRA, l’ITAVI, entre autres. Ces organismes ont initié un projet sur trois ans, qui vise à fournir des normes, et à quantifier le fonctionnement d’un système aquaponique. Pour cela, des mesures seront prises sur un certain nombre de pilotes, situés chez les partenaires du projet. Cette étude permettra la comparaison de données, selon différents paramètres, grâce au regroupement des données de chacun

Charge de travail nécessaire pour l’exploitationSuite aux remarques des différentes personnes que nous avons rencontrées,

nous pensons qu’il est souhaitable de recruter une personne ayant des connaissances en maraichage, aquaculture et agronomie, ou encore d’acquérir les compétences par formation. La première chose à prévoir est la mise en route du système, l’ajustement du circuit et des différents paramètres. Il faudra notamment régler le débit d’eau dans le circuit, stabiliser les taux des différents nutriments et oxygène dissouts, ainsi que la température de l’eau aux différents endroits du système. Ensuite, il faudra gérer les opérations de maintenance du système tout au long de l’exploitation, nourrir les poissons, surveiller les constantes de l’eau, nettoyer le filtre, s’occuper des récoltes de plantes et de Tilapias, ainsi que du remplacement des produits récoltés par de nouveaux alevins et de nouvelles boutures. Dans le cas où le choix de reproduire les poissons et de préparer les boutures par semi, ces deux tâches, hors circuit principal, sont à intégrer à la charge d’exploitation.

Dans le cadre de recherches scientifiques, une structure de 25 m2 de culture hydroponique et pouvant produire 20 tonnes de poissons nécessite l’équivalent d’une personne pour le maintenir en route et pour faire toutes les mesures nécessaires. Avec une structure de 400 m2 de surface dédiée à l’hydroponie, ce chiffre monte à 1,5 voire 2 personnes. Le but de la structure étant scientifique, il est nécessaire de passer plus de temps, pour prendre toutes sortes de mesures à intervalles réguliers.Agathe Colmant, Emmanuel Delannoy – pour l’institut INSPIRE Page 25 sur 43



Nous avons le témoignage de bénévoles travaillant sur un système de 2 bassin avec chacun 40 poissons, et 6 bacs hydroponiques avec chacun 18 plantes, qui pensent que ce système pourrait être maîtrisé par une seule personne.

Le Dr Wilson Lennard nous a affirmé que tous les systèmes qu’il conçoit sont pensés pour être gérés par une seule personne, et pas nécessairement à temps plein. Il nous a appris qu’un système de 100 m2 devait pouvoir être géré par une seule personne à hauteur de 20 heures par semaine.

RéglementationActuellement il n’existe pas d’élevage industriel de Tilapias en France. Un tel

élevage serait soumis à la réglementation ICPE (Installation Classée pour la Protection de l’Environnement). D’après le Livre V, Titre I, art. L 511-1 du Code de l’environnement, une installation classée pour la protection de l’environnement est une installation fixe dont l’exploitation présente des risques pour l’environnement.

Le texte précise : « Sont soumis aux dispositions du présent titre les usines, ateliers, dépôts, chantiers et, d'une manière générale, les installations exploitées ou détenues par toute personne physique ou morale, publique ou privée, qui peuvent présenter des dangers ou des inconvénients soit pour la commodité du voisinage, soit pour la santé, la sécurité, la salubrité publiques, soit pour l'agriculture, soit pour la protection de la nature, de l'environnement et des paysages, soit pour l'utilisation rationnelle de l'énergie, soit pour la conservation des sites et des monuments ainsi que des éléments du patrimoine archéologique. »

Cette réglementation comporte des seuils, qui mènent à une obligation de déclaration ou d’autorisation, selon le type d’installation.

Le CIRAD possède une expertise en matière de mise en conformité des exploitations aquacoles avec divers référentiels sanitaires ou de qualité normatifs ou légaux. Nous avons donc contacté M. Patrick Bisson dans le but d’obtenir davantage d’informations à ce sujet, sans réponse.

On nous a conseillé d’aller sur le site de France Agrimer pour obtenir des informations à ce sujet. France Agrimer est l’établissement national des produits de l’agriculture et de la mer. Ce site a une section Réglementation contenant de nombreux documents à propos de la réglementation européenne et française relative à l’agriculture.

D’après la « NOTE DE SERVICE DGAL/SDSSA/N2012-8135 » du ministère de l’agriculture, de l’agroalimentaire et de la forêt du 28 juin 2012, les activités de production primaire ne nécessitent pas d'agrément.

Dans les fermes aquacoles, seuls le transport et le stockage de produits vivants sont autorisés après la récolte. Un produit d'aquaculture primaire est obligatoirement vivant. L'abattage des produits d'aquaculture sort notamment du cadre strict de la production primaire et doit être couvert par un agrément, sauf dans le cas d'une activité de remise directe par le producteur sur le site de production pour sa propre production. L'activité de production primaire comprend également le transport (livraison) des produits primaires depuis le lieu de production (navires de pêche ou fermes aquacoles) jusqu'à un établissement de destination.




Pour ce qui est de la réglementation sanitaire, les règlements (CE) n° 852/2004 et n° 853/2004 prévoient que leurs dispositions ne s'appliquent pas (car hors champ), notamment, à « l'approvisionnement direct, par le producteur, du consommateur final ou du commerce de détail local fournissant directement le consommateur final, en petites quantités de produits primaires »

Ces deux textes nationaux définissent la notion de petites quantités de produits primaires à 100 kg par jour pour les produits d'aquaculture ; une distance depuis le lieu de production vers un commerce de détail à 50 km. Il n'y a pas de distance prévue pour l'approvisionnement du consommateur. Pour la qualité, les produits doivent rester primaires et provenir uniquement de la production. Le transport doit être réalisé par le producteur uniquement.

Si l’activité du producteur correspond à celle des petites quantités, seules les règles sanitaires nationales s'appliquent.

S’il est intéressant pour notre projet d’obtenir un agrément, le détail de la liste des pièces à joindre à la demande est disponible dans ce document :http://ext-jur.franceagrimer.fr/Juridique/arr12-06-04-agrement-sanitaire-ets.pdf

Dans les grandes lignes, il faut :- une note de présentation de l’exploitation,- la description des activités de l’exploitation aquacole,- le plan de maitrise des risques zoo-sanitaires.



http://ext-jur.franceagrimer.fr/Juridique/arr12-06-04-agrement-sanitaire-ets.pdf


Fournisseurs recensés Alevins

Bien que le marché des Tilapias soit à ce jour quasi inexistant en France, nous pourrions nous fournir en alevins de Tilapias auprès du CIRAD, en quantités limitées toutefois, ce qui reste pertinent dans le cadre d’un pilote scientifique. Nous sommes également en contact avec Tom Bowers, qui effectue une Analyse du Cycle de Vie d’une installation au Royaume-Uni. Ce système a été fourni en alevins par l’université de Sterling.

La société « Til-Aqua », entreprise hollandaise, a mis au point une technique par laquelle ils produisent des « super mâles », qui sont leurs reproducteurs. Cette technique ne fait pas appel à une manipulation génétique, mais simplement à un contrôle de la température des bassins à un moment précis du développement embryonnaire des alevins, ce qui permet de déterminer leur sexe. Grâce à ces poissons, ils peuvent fournir des alevins en quasi totalité mâles, destinés au grossissement. Leur utilisation pour produire de la nourriture destinée aux humains est autorisée en Europe. Pour importer des alevins, il suffit d’avoir un document TRACES, que la société nous fournit. Le système TRACES est un outil de gestion des mouvements d’animaux et de produits d’origine animale tant en provenance de l’extérieur de l’Union européenne que sur son territoire.

Les poissons reproducteurs utilisés par l’entreprise sont des « super-mâles ». Contrairement à leurs congénères, ils ont deux chromosomes Y. Les femelles ont deux chromosomes X, et les mâles « normaux » ont un chromosome X et un chromosome Y. Ainsi, la reproduction d’une femelle et d’un « super-mâle » mène forcément à une portée d’alevins exclusivement mâles (XY). Produire uniquement des mâles permet d’optimiser le rendement du système. En effet, cela évite les comportements de reproduction naturelle non contrôlée. De plus, les mâles peuvent atteindre une taille plus importante que les femelles dans le même temps et dans les mêmes conditions. Ils ont une croissance plus homogène que les femelles : ils sont tous à peu près de la même taille. La commande minimale (négociable) est d’une boîte de 10 000 alevins, au stade de développement de « swim-up fry » (négociable aussi). Le prix d’une boîte est de 630 euros. Il est éventuellement possible de livrer ces alevins par la voie aérienne.

Nourriture pour poissonsLes Tilapias sont des poissons omnivores, qui n’ont pas de gros besoins en

protéines. Ils se développent très bien avec seulement 30% de protéines dans leur alimentation. L’un des problèmes que nous cherchons à résoudre est l’utilisation de farines de poissons issus de la pêche pour l’alimentation des poissons d’aquaculture. Nous avons donc pensé substituer les farines de poissons par des farines d’insectes pour subvenir aux besoins des poissons de notre système. Pour ce faire, nous avons pensé utiliser des larves de Black Soldier Fly, et ce en partenariat avec l’entreprise Zoe Biotech.

Pour ce qui est de la partie végétale de l’alimentation des Tilapias, nous pensons les nourrir en partie avec les déchets végétaux de l’exploitation hydroponique. Ensuite, nous avons identifié une entreprise française, AquaBioMass, qui conduit des recherches pour produire des farines de micro-algues, cyanobactéries, et micro-crustacés afin d’être utilisées en tant qu’aliment dans l’aquaculture.




L’UMR INTREPID travaille également à développer une alimentation pour les poissons. Ils testent différentes compositions de pâte alimentaire, avec plus ou moins d’algues de type « ulve » (les algues vertes tristement connue pour leur prolifération dans les eaux eutrophisées). Ces algues ont une capacité d’épuration remarquable, et peuvent avoir des teneurs en protéines élevées (30% de la matière sèche). Avec une telle base pour l’alimentation des poissons, nous n’aurions même plus besoin de Black Soldier Flies pour apporter les protéines.

Composants du systèmeDifférents fournisseurs peuvent être cpnsultés pour les nombreux composants du

montage. Par exemple, l’entreprise Aquaponics UK a prouvé qu’elle avait été fournisseur pour de nombreux projets d’aquaponie. L’entreprise a notamment fourni une grande partie du matériel de départ du montage pour lequel Tom Bowers a réalisé une analyse de cycle de vie. Nous pouvons de même citer Backyard Aquaponics (Australie), qui est également un fournisseur de premier plan dans ce domaine. Cependant, les frais de livraison pourraient s’avérer rédhibitoires dans notre cas. Nous avons cherché à estimer le coût d’une installation, en se basant sur les prix du marché. Ces prix sont ceux appliqués aux utilisateurs finaux, mais en cas d’acquisition en nombre, une négociation est possible. Par ailleurs certains éléments pourront être obtenus dans le cadre de partenariats scientifiques, ce qui permettra de réduire les coûts initiaux. Pour rester dans une optique d’éco-conception, nous essayerons d’utiliser du matériel de récupération, ou recyclé.

Nous avons contacté de nombreuses personnes pour obtenir des informations concernant leurs fournisseurs, avec hélas des réponses souvent inexistantes ou peu précises. Nous avons tout de même eu une réponse nous conseillant d’aller sur les sites de COFA (Coopérative Française de l’Aquaculture) et AQUALOR. Ces sites sont très complets, et proposent une gamme large de composants pour l’aquaculture. Pour le matériel proposé par la COFA, les prix sont relativement élevés. Pour AQUALOR, il faut demander un devis pour avoir les prix des articles, ce que nous avons fait. Par rapport à nos besoins, nous pensons qu’il peut être intéressant d’acheter des bassins pour poissons, circulaires, de 2,6 m3 (1212,80 euros HT à l’unité).

Références de composants :Bassin pour poissons : AqualorPropagateur, Substrat pour propagation, Bacs pour les plantes, Substrat pour les plantes, Monitoring de l’eau, Aérateurs : Aquaponics UKLaitues : http://www.fermedesaintemarthe.com/A-1426-laitue-batavia-la-brillante-ab.aspxNourriture pour poissons : http://aquaallotments.com/#/fish-food-for-aquaponics/4546171154Préparation des poissons : http://www.agk-kronawitter.de/shop/en/Fish-processing/Chauffe-eau : http://www.theaquaponicstore.com/SearchResults.asp?Search=heaterPompe : http://www.leroymerlin.fr/v3/p/produits/pompe-d-evacuation-eaux-claires-vc350ecl-sterwins-8000-l-h-e37764 ou http://aquaponics.myshopify.com/collections/water-pumps/products/haileaimmersible-external-waterpumpsBassin de nivellage de l’eau : http://www.cofa.fr/produit.php?pro_id=291Thermomètres : http://www.zooplus.fr/shop/poissons/materiel_technique_aquarium/thermometre_aquarium/16294Récupération d’eau de pluie : http://www.oogarden.com/prod-11963-Recuperateur-a-eau-BELLIJARDIN-rond-vert-500-litres.htmlFiltre : http://www.leroymerlin.fr/v3/p/produits/kit-filtre-filtramax-plus-set-12500-e136981



http://www.leroymerlin.fr/v3/p/produits/kit-filtre-filtramax-plus-set-12500-e136981

http://www.oogarden.com/prod-11963-Recuperateur-a-eau-BELLIJARDIN-rond-vert-500-litres.html

http://www.oogarden.com/prod-11963-Recuperateur-a-eau-BELLIJARDIN-rond-vert-500-litres.html

http://www.zooplus.fr/shop/poissons/materiel_technique_aquarium/thermometre_aquarium/16294

http://www.cofa.fr/produit.php?pro_id=291

http://aquaponics.myshopify.com/collections/water-pumps/products/haileaimmersible-external-waterpumps

http://aquaponics.myshopify.com/collections/water-pumps/products/haileaimmersible-external-waterpumps

http://www.leroymerlin.fr/v3/p/produits/pompe-d-evacuation-eaux-claires-vc350ecl-sterwins-8000-l-h-e37764

http://www.leroymerlin.fr/v3/p/produits/pompe-d-evacuation-eaux-claires-vc350ecl-sterwins-8000-l-h-e37764

http://www.theaquaponicstore.com/SearchResults.asp?Search=heater

http://www.agk-kronawitter.de/shop/en/Fish-processing/

http://aquaallotments.com/#/fish-food-for-aquaponics/4546171154

http://www.fermedesaintemarthe.com/A-1426-laitue-batavia-la-brillante-ab.aspx


Business planEn 2005, le filet frais de Tilapia se vendait à 7,70 USD le kilogramme, soit 15%

de moins qu’en 2004.

Nous avons appris grâce à une « breaking news » de CNN, datant de mars 2011 que le Tilapia commence à se vendre dans les grandes surfaces au Royaume-Uni. Ils sont vendus entiers, une fois qu’ils ont atteint le poids d’environ 450 grammes. Dans l’exemple de la vidéo, le poisson est vendu à 10 pounds le kilogramme, soit environ 12,60 euros.

Pour ce qui est des salades, le 26 juillet 2012, la douzaine se vend en moyenne 5,5 euros au marché de Rungis. Ce prix est hors taxe, au stade grossiste détaillant.

Cette partie sera développée plus complètement par Jeroen Bogers, bénévole pour INSPIRE et spécialiste en gestion financière.




Dépenses sur un anScénario industriel, et matériel accessible en Europe




Scénario de pilote démontrateur, et matériel accessible en Europe




Conclusion

Alphonse Allais voulait « mettre les villes à la campagne ». Aujourd’hui, la FAO nous suggère le plus sérieusement du monde que nous aurions tout intérêt à développer l’agriculture urbaine, autrement dit, à mettre un peu de campagne dans nos villes.

Cet intéressant retournement de perspective est révélateur à bien des égards. Le monde a bien changé depuis l’époque où les citadins, encore largement minoritaires dans la population mondiale au XIXème siècle, se plaignaient des nuisances que la concentration urbaine commençait à peine à engendrer. Aujourd’hui, les enjeux ne sont plus locaux, mais globaux. Il s’agit de nourrir les habitant des villes, aujourd’hui largement majoritaires, tout en économisant les sols, l’eau, les ressources halieutiques, et en évitant des rejets de gaz à effet de serre, le tout pour augmenter la résilience des territoires. Il s’agit aussi de créer des emplois, et de restaurer le lien avec la nourriture, élément essentiel pour la santé, le bien-être et la convivialité. Les besoins sont là, et ici ou ailleurs, l’aquaponie, comme d’autres techniques d’agriculture urbaine, devrait rapidement émerger et prendre son essor. Certes, les difficultés sont réelles : il y a des risques à ne pas négliger, des freins psychologiques à dépasser, une réglementation non stabilisée, un marché inexistant à créer. Mais les premiers qui sauront relever ces défis seront en bonne position pour aborder ce marché émergeant.

Si vous êtes intéressé, notre première recommandation serait la suivante : ne partez pas seul, entourez-vous des meilleures compétences disponibles, organisez-vous en réseau et coopérez avec le monde scientifique. Bien que de nombreuses initiatives locales existent, la plupart sont à des échelles très réduites, et peu sont regroupées en collectifs. Les techniques de l’aquaponie n’étant pas à ce jour stabilisées, en tant qu’opérateur commercial ou associatif de l’aquaponie, vous serez aussi un producteur et un collecteur de données susceptibles d’enrichir la recherche et de faire progresser la connaissance et l’intérêt général.

Les vertus de la coopération, illustrées dans l’aquaponie par les synergies entre plantes (producteurs primaires), poissons (consommateurs) et bactéries (recycleurs) s’appliquent aussi pour les entrepreneurs et les pionniers de l’aquaponie. Elles seront, dans ce contexte d’émergence, mais aussi d’incertitude, votre meilleur atout pour réussir.




Sources

Bibliographie« Le Tilapia » de Jérôme Lazard« Recirculating Aquaculture Tank Production Systems: Aquaponics—Integrating Fish andPlant Culture » de James E. Rakocy, Michael P. Masser and Thomas M. Losordo“Tank Culture of Tilapia” de James E. Rakocy“Barrel ponics” de Travis W. Hughey“Possible uses for Aquaculture Sludge from an Indoor Intensive Recirculating Tilapia Production Facility” Lori Marsh, Greg Evanylo, Greg Eaton, Greg Boardman, Zach Gay, Scott Subblers“Ten guidelines for aquaponic systems”, Aquaponics Journal, Dr James Rakocy« Une alimentation saine pour les poissons », VarMag’ n°182, p.25

Webographiehttp://www.aquaponics.org.uk/http://www.aquaponics.org.uk/#http://www.aquaponics.org.uk/learn/info-at-the-foundation/http://www.zoebiotech.com/http://gardenaquaponics.wordpress.com/what-is-aquaponics/http://www.aquaticcommunity.com/tilapia/tankculture.phphttp://en.wikipedia.org/wiki/Tilapia#Nutritionhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Tilapiahttp://www.fao.org/http://www.til-aqua.com/images/stories/Til-Aqua_Breeding_Program_-_YY_Technology.pdfhttp://www.poleecodesign.com/files/atelierdansmaserrelight.pdfhttp://edition.cnn.com/video/?/video/international/2011/03/24/ef.genetic.modification.bk.b.cnnhttp://www.arcat-sante.org/actus/1509/Rapport_de_l_Academie_de_medecine_sur_la_Vitamine_Dhttp://www.statistiques-mondiales.com/population_urbaine.htmhttp://perspective.usherbrooke.ca/bilan/tend/FRA/fr/SP.URB.TOTL.IN.ZS.htmlhttp://www.actualites-news-environnement.com/17951-manque-eau.htmlhttp://www.lefigaro.fr/sciences/2012/01/20/01008-20120120ARTFIG00755-l-humanite-va-t-elle-manquer-d-eau.phphttp://europa.eu/legislation_summaries/food_safety/veterinary_checks_and_food_hygiene/f84009_fr.htmhttp://www.cirad.fr/var/cirad/storage/original/application/3d22ec06191c91d29b161590cb1d1cc1.pdfhttp://www.actu-environnement.com/ae/dictionnaire_environnement/definition/installations_classees_pour_la_protection_de_l_environnement_icpe.php4http://ext-jur.franceagrimer.fr/Juridique/note-dgal-2012-8135-commercialisation.pdfhttp://www.goodplanet.info/Societe/Villes/L-empreinte-ecologique-des-villes/(theme)/1407http://www.fao.org/docrep/field/003/AC424F/AC424F00.htm#ch2.2.3http://aquatrop.cirad.fr/encyclopedie/especes_d_interet_aquacole/tilapia/l_alimentation_du_tilapia_du_nilhttp://www.cultures-aquaponiques.com/index_fr.htm



http://www.cultures-aquaponiques.com/index_fr.htm

http://aquatrop.cirad.fr/encyclopedie/especes_d_interet_aquacole/tilapia/l_alimentation_du_tilapia_du_nil

http://www.fao.org/docrep/field/003/AC424F/AC424F00.htm#ch2.2.3

http://www.goodplanet.info/Societe/Villes/L-empreinte-ecologique-des-villes/(theme)/1407

http://ext-jur.franceagrimer.fr/Juridique/note-dgal-2012-8135-commercialisation.pdf

http://www.actu-environnement.com/ae/dictionnaire_environnement/definition/installations_classees_pour_la_protection_de_l_environnement_icpe.php4



http://www.cirad.fr/var/cirad/storage/original/application/3d22ec06191c91d29b161590cb1d1cc1.pdf

http://europa.eu/legislation_summaries/food_safety/veterinary_checks_and_food_hygiene/f84009_fr.htm

http://www.lefigaro.fr/sciences/2012/01/20/01008-20120120ARTFIG00755-l-humanite-va-t-elle-manquer-d-eau.php

http://www.lefigaro.fr/sciences/2012/01/20/01008-20120120ARTFIG00755-l-humanite-va-t-elle-manquer-d-eau.php

http://www.actualites-news-environnement.com/17951-manque-eau.html

http://perspective.usherbrooke.ca/bilan/tend/FRA/fr/SP.URB.TOTL.IN.ZS.html

http://www.statistiques-mondiales.com/population_urbaine.htm

http://www.arcat-sante.org/actus/1509/Rapport_de_l_Academie_de_medecine_sur_la_Vitamine_D

http://edition.cnn.com/video/?/video/international/2011/03/24/ef.genetic.modification.bk.b.cnn

http://www.poleecodesign.com/files/atelierdansmaserrelight.pdf

http://www.til-aqua.com/images/stories/Til-Aqua_Breeding_Program_-_YY_Technology.pdf

http://www.fao.org/

http://fr.wikipedia.org/wiki/Tilapia

http://en.wikipedia.org/wiki/Tilapia#Nutrition

http://www.aquaticcommunity.com/tilapia/tankculture.php

http://gardenaquaponics.wordpress.com/what-is-aquaponics/

http://www.zoebiotech.com/

http://www.aquaponics.org.uk/#http://www.aquaponics.org.uk/learn/info-at-the-foundation/

http://www.aquaponics.org.uk/


Personne contactées pour cette étudeYannick Le Guiner, designer. Il propose une serre qui pourrait contenir le montage.

Axel Tarrisse, manager de Zoe Biotech, entreprise qui élève et vend des larves de Black Soldier Fly.

Jean-François Baroiller, directeur de l’UMR Intrepid, chercheur au CIRAD, notamment dans des domaines comme l’aquaculture ou l’aquaponie.

Catherine Lejolivet, enseignante en aquaculture au lycée technique de La Canourgue, responsable expérimentation en aquaculture

Louis Elbel, Communication et Marketing Solaire 2G, Ecole Centrale Marseille

Augustin Doury, Relation clients Solaire 2G, propose un panneau solaire thermique et photovoltaïque.

Tom Bowers, réalise un LCA d’un système aquaponique au Royaume-Uni

Simon Delvaux, Aquaponics UK

Joel Malcolm, Backyard Aquaponics

Dr Wilson Lennard, Aquaponic Solutions, n°2 mondial en théorisation de l’aquaponie

Eric Bink, directeur de la société Til-Aqua qui propose des alevins « super-mâles »

Patrice Labrousse, directeur du développement chez Enerimmo, propose des serres photovoltaïques pour accueillir une activité aquaponique vers Saint Martin de Crau.

Jeroen Bogers, bénévole chez INSPIRE, spécialiste en gestion financière, s’occupera du business plan du projet.




Sommaire des annexes

Annexe 1 : Résumé des entretiens et mails échangés

Annexe 2 : Commercialisation par les agriculteurs Document tiré du site de France Agrimer

Annexe 3 : Récoltes, pontes et générations sur 3 ans , système industriel Nous avons considéré que les reproducteurs étaient récoltés une fois

qu’ils avaient atteint la taille requise par le marché. Nous pouvons cependant imaginer garder les mêmes reproducteurs jusqu’à la fin de leur vie, puis les remplacer par d’autres que nous aurons sélectionnés parmi les poissons produits. Il n’est pas nécessaire d’avoir un nombre de reproducteurs proportionnel au nombre de bassins, car les récoltes se feront toutes les 4 semaines, et les pontes également. Tout devrait donc bien se synchroniser.

Nous avons là un système où nous récoltons toutes les 4 semaines des poissons âgés de 36 semaines. Les générations reproductrices atteignent la maturité au bout de 16 semaines.

Annexe 4 : Récoltes, pontes et générations sur 3 ans, pilote démonstrateur Dans ce système, les récoltes se font toutes les 13 semaines, avec des

poissons que nous laissons se développer 52 semaines, et qui sont matures au bout de 16 semaines.

Annexe 5 : Scénarios, calculs pour dimensionnement Dans la première colonne se trouvent les paramètres. Ceux qui sont en

rouge sont ceux que nous faisons varier, et les autres sont soit des constantes, soit résultats de calculs.

Dans la 2eme colonne, il y a un scénario type, qui nous sert de base : On veut produire 100kg de poissons à récolter toutes les 4 semaines, etc.

Dans les autres colonnes on fait varier un paramètre rouge tour à tour pour voir comment le scénario varie. En noir il y a les résultats différents du scénario type, et en gris les éléments identiques à ce scénario de référence.




Annexe 1 : Résumé des entretiens et mails échangés

EntretiensYannick Le Guiner : Proposition d’un local pour reconnecter des activités, par exemple avec une partie bureau et une partie serre aquaponique. Il s’agit d’une structure de type serre, modulable en taille, et qui nécessite moins de démarches qu’un bâtiment pour obtenir un permis de construire.

Axel Tarrisse : Idée d’intégrer à notre projet le concept de lombricompost / vermiponie pour traiter nos déchets et éviter un arrêt complet de la production si un problème survient dans une partie du système. Discussion concernant la possibilité d’une collaboration : peut-être dans le cadre d’un projet d’écosystème agricole, basé dans des serres photovoltaïques à St Martin de Crau ; possibilité de tester les larves de Black Soldier Fly de ZOE BIOTECH sur les poissons d’un montage aquaponique, sur leur site.

Jean-François Baroiller : Le CIRAD est dans un projet d’aquaponie avec le lycée technique de La Canourgue. Il nous conseille de ne pas nous lancer dans un gros projet industriel, mais de jouer un rôle de catalyseur entre différents projets d’aquaponie. Remarque sur la finalité du montage : les produits issus de l’aquaponie ne doivent pas forcément être destinés à l’industrie agro-alimentaire.

Catherine Lejolivet : Mise en garde sur le fait que l’aquaponie est difficilement transférable, donc que copier un système existant ne donnera probablement pas de bons résultats. Elle fait partie du projet d’aquaponie au lycée technique de La Canourgue. Leur pilote, qui fonctionne depuis un an et demi ne donne pas de bons résultats pour l’instant. Ils sont ouverts à toute collaboration mais dans la réciprocité. Ils pourront nous accompagner dans la mise en œuvre de notre projet, et nous deviendrions un pilote supplémentaire pour leur étude.

Jean-Noël Consales : connaît toutes les friches de Marseille, et pourrait nous trouver un endroit où mettre les bureaux d’Inspire dans la serre de Yannick Le Guiner

Patrice Labrousse : Il travaille chez Enerimmo, en tant que directeur du développement. Il fournit des serres photovoltaïques qui accueillent tous types d’activités agricoles. Il est très intéressé par l’aquaponie, et pense notamment faire pousser des plantes médicinales ou aromatiques, pour les valoriser dans l’industrie cosmétique. Les serres de M. Labrousse sont soumises à la réglementation ICPE. Il a plusieurs projets. Il est notamment sur un projet de revalorisation des déchets à St Martin de Crau. A cet endroit, un écosystème agricole pourrait se développer. Le terrain est propice car il est situé à proximité d’une ancienne décharge, de pipelines, et d’une zone militaire, donc cela n’utilise pas d’espace agricole.

Sa serre parfaite pour l’aquaponie fait 938m2, avec une hauteur de 4,60m au plus haut et de 3,20m au plus bas. Les faces est et ouest son vitrées, la serre est orientée sud, et la circulation se fait dans la serre sur un chemin situé au nord.

Il attend le 13 septembre car le gouvernement va prendre de nouvelles dispositions pour le rachat du photovolatïque, dans le but de le relancer.

E-mailsLouis Elbel : L'énergie électrique produite à partir du photovltaïque n'est pas rentable économiquement, il y a un intérêt parce qu'un particulier peut vendre l'électricité à EDF quatre fois le prix auquel il l'achète. Le panneau photovaltaïque est monté sur un échangeur thermique dans lequel circule un fluide avec un débit adapté pour avoir un différence de 10°C entre l’entrée et la sortie. La version du panneau qui sera commercialisée en janvier est encore en phase de test. Le prix d'un panneau dépend beaucoup du prix de l'installation (fixation sur un toit, etc..), mais en gros, pour l'investissement de départ (sans compter les coûts de Agathe Colmant, Emmanuel Delannoy – pour l’institut INSPIRE Page 37 sur 43



maintenance), il faut compter entre 1,50€/W et 2€/W. La puissance prise en compte étant la puissance de l'installation. Classiquement, pour un projet sur une maison (12 panneaux), ça fait 8kW.

Augustin Doury : Un panneau à vide pèse 25kg et se fixe sur une surface plane uniquement. Ce n’est pas l’eau du circuit aquaponique qui circule dans l’échangeur thermique du panneau. L’échangeur présent dans le panneau solaire contient un liquide antigel, qui circule ensuite dans le ballon d’eau chaude d’une maison par exemple, pour réchauffer l’eau qui s’y trouve. Sur Marseille, l’eau chauffée est à une température entre 30 et 40°C selon les périodes. Le débit d’antigel dans l’échangeur de chaleur est aux alentours de 200L/h, et il serait intéressant d’avoir un débit similaire pour le circuit aquaponique pour avoir une meilleure transmission de chaleur. Ce débit peut être ajusté en fonction des conditions environnementales pour avoir la température voulue. Les panneaux sont disposés en « strings » de 6/7 panneaux en série. Il est possible d’avoir plusieurs strings en parallèle, mais mettre davantage de panneaux en série ne sert à rien car l’antigel atteint une température maximale avec cette organisation, puis sature.

Tom Bowers : Il effectue un ACV d’un système qui fonctionne depuis 2 ans au Royaume-Uni. Ils ont été fournis en matériel de départ par Aquaponics UK, et en alevins par l’université de Sterling. Ils n’ont pas encore d’autorisation pour vendre le poisson qu’ils produisent, mais ils ont l’intention de le cuisiner sur place, ou de le vendre entier à des marchés locaux. Ils visent une production de poissons de 500g, qu’ils pensent élever en 6 mois. Ils n’ont pas atteint cette performance pour l’instant notamment à cause de la température de l’eau dans laquelle ils les élèvent. Ils envisagent de varier d’espèce de poissons élevés selon les saisons : tilapias en été et truites en hiver, afin de faire des économies d’énergie. Cette structure comporte deux bassins contenant chacun 40 poissons, et 6 bacs hydroponiques, avec chacun 18 plantes. Elle est gérable par une seule personne. Ils ont de l’éclairage artificiel, destiné aux plantes uniquement.

Joel Malcolm : Fondateur et directeur de Backyard Aquaponics, basé en Australie. Nous a renvoyé vers son site (forum + exemples de systèmes).

Agnès Joly : Elle est sur un projet de pilote en région parisienne, qui a pris du retard à cause du financement. Le proejt devrait aboutir fin 2012. Il y a plusieurs mois d’équilibrage avant de pouvoir produire à pleine capacité. Voir « Cultivons nos toits » qui va lancer une ferme pédagogique avec un système d’aquaponie.

Florent Aubourg : De Cultivons nos toits. Projet à Vif (Isère) de serre aquaponique de 40m2. La construction est prévue pour Juillet 2012.

Marc Laberge : De M.L. Aquaponics Inc., au Canada. Trop débordé pour répondre à nos questions.

Simon Delvaux : De Aquaponics UK. Attention, l’aquaponie n’est pas simple à maitriser sans des connaissances dans le domaine agro-alimentaire. Renvoie vers leur site et les documents qui s’y trouvent, et ajoute qu’ils vont proposer des formations, mais pas avant septembre ou octobre 2012. Il faut utiliser le moins de pompes possible, et renouveler l’eau du système une fois par heure. On peut élever des tilapias à des concentrations de l’ordre de 20 à 50g / L selon le stade de croissance. La reproduction est compliquée et demande un module supplémentaire souvent hors circuit. Pour le ratio plantes/poissons, une technique est de faire la relation directe entre l’azote apporté par la nourriture des poissons et l’azote transformé par ceux-ci et les bactéries.

Jean-François Baroiller : Tous les paramètres varient en fonction du type de poissons et de l’importance de la composition du compartiment végétal. Le CIRAD se fournit en bassins à poissons chez les fournisseurs de bacs classiques sur le marché. Il faut une pompe pour tout le système. En aquaponie, on fait plutôt du grossissement que de la reproduction. Pour un Tilapia de 500g, il faut compter 10 à 12 mois.Agathe Colmant, Emmanuel Delannoy – pour l’institut INSPIRE Page 38 sur 43



Ashley Berrysmith : Directeur de Berrysmith Foundation, basée en Nouvelle-Zélande. Nous a renvoyé vers Wilson Lennard, qui a conçu et construit son système aquaponique.

Wilson Lennard : PhD en Biologie appliquée, spécialisé en optimisation de l’aquaponie, considéré comme le deuxième mondial dans le domaine de l’aquaponie. En général, il conçoit et construit ses systèmes avec des bassins trouvés chez des fournisseurs locaux. Il fabrique lui-même ses filtres et ses bacs hydroponiques, en respectant le modèle qu’il a conçu pour calculer le ratio plantes/poissons. Il utilise une seule pompe en général. Il n’utilise pas de lumière artificielle pour les plantes. Tous les systèmes qu’il a conçu peuvent être gérés par une seule personne. Il estime la charge de travail d’un système de 100m2 à 20h par semaine, avec une seule personne.

Eric Bink : Les alevins « super-mâles » proposés par la société Til-Aqua ne sont pas vendus en Europe. Cependant, ils fournissent des alevins de Tilapias mâles qui servent à la production de nourriture pour la consommation humaine en Europe. Le Tilapia se vend en France à Rungis depuis plusieurs années. Pour importer des alevins, il faut seulement un document TRACES que la société nous fournit. Le système TRACES est un outil de gestion des mouvements d’animaux et de produits d’origine animale tant en provenance de l’extérieur de l’Union européenne que sur son territoire.http://europa.eu/legislation_summaries/food_safety/veterinary_checks_and_food_hygiene/f84009_fr.htm

La commande minimale (négociable) est d’une boîte de 10 000 alevins, au stade de développement de « swim-up fry » (négociable). Le prix d’une boîte est de 630 euros. Il est éventuellement possible de livrer ces alevins par la voie aérienne.






Annexe 2 : Commercialisation par les agriculteurs Tiré de : http://ext-jur.franceagrimer.fr/Juridique/note-dgal-2012-8135-commercialisation.pdf



http://ext-jur.franceagrimer.fr/Juridique/note-dgal-2012-8135-commercialisation.pdf


Annexe 3 : Récoltes, pontes et générations sur 3 ans , système industriel




Annexe 4 : Récoltes, pontes et générations sur 3 ans, pilote démonstrateur




Annexe 5 : Scénarios, calculs pour dimensionnement



Documents

Aquaponie et agriculture urbaine