Un nouveau modèle d’aquaculture intensive en recirculation
1.Introduction :
Le modèle moderne de systèmes d'aquaculture à recirculation (RAS) se caractérise par la purification et la réutilisation des eaux usées de l'aquaculture grâce à des équipements de traitement de l'eau. Il s'agit d'un système multidisciplinaire qui intègre des principes de zoologie, de génie mécanique, de génie environnemental, de technologie de contrôle informatique et de génie civil. Cette forme innovante d’aquaculture intensive représente la convergence de technologies avancées et de pratiques durables.
2.Aperçu du développement :
L’essor du RAS dans les pays étrangers
Le concept d'aquaculture en recirculation en usine-est né dans les années 1960 dans les pays européens développés. Ses technologies fondamentales proviennent des aquariums marins intérieurs, des systèmes d'aquariums intelligents et du flux à haute densité-de densité-à travers des modèles de pisciculture.
Le développement du RAS a progressé à travers trois phases principales : l'aquaculture pré-industrielle,-en usine et industrialisée. Aujourd'hui, de nombreux systèmes ont atteintmécanisation, automatisation, informatisation et gestion intelligente, marquant une transition vers une gestion scientifique moderne des pêcheries.
Poussé par la mise en œuvre de la directive-cadre sur l’eau de l’UE, le RAS est devenu une priorité politique nationale dans plusieurs pays européens et américains, ainsi qu’un élément clé du développement durable de leurs industries aquacoles.
Caractéristiques techniques et diversité des espèces en Europe
Les premiers développements de RAS en Europe ont été lancés parles Pays-Bas et le Danemark, se concentrant principalement sur les espèces d'eau douce telles que le poisson-chat africain, la truite et l'anguille :
♢Systèmes RAS néerlandais : généralement en intérieur et en boucle fermée-, optimisé pour la production de poissons-chats et d'anguilles africaines.
♢Systèmes RAS danois : Systèmes extérieurs semi-fermés, principalement utilisés pour l'élevage de truites.
Avec l'évolution des technologies RAS et l'attention croissante de l'industrie et du gouvernement,la diversité des espèces élevéess’est considérablement élargi. Actuellement, les espèces communes cultivées dans la RAS comprennent :
Saumon de l'Atlantique, tilapia, anguille, truite, turbot, poisson-chat africain, flétan et crevettes - totalisant plus d'une douzaine de variétés.
Échelle de déploiement et intégration industrielle
Depuis 2014, plus de360 installations aquacoles basées sur RAS-avait été établie à travers leÉtats-Unis et Europe. Parmi ceux-ci,La Norvège et le Canadasont reconnus comme leaders mondiaux en matière de RAS pourélevage de saumon.
De 1985 à 2000, la capacité de production d'alevins de saumon d'une ferme européenne type (en termes de biomasse) a augmenté d'environ20 fois. En Ecosse, production d'alevins de saumondoublé de 1996 à 2006, atteignant une production annuelle de plus de150 000 saumons juvéniles.
Les grandes sociétés multinationales d’aquacultureEurope du Nord-Ouest, Canada et Chiliont continuellement acquis de petites entreprises, formantgroupes spécialisés et intégrés verticalement. Par exemple, les entreprises deÉcosse, Norvège et Pays-Bascompte désormaisplus de 85%de la production mondiale de saumon.
Maturité industrielle et entreprises représentatives
En Europe, de plus en plus d'entreprises adoptent la technologie RAS fermée pour la production de plants et l'agriculture en cycle complet-. Les entreprises représentatives comprennent :
♢Bluewater Flatfish Farm (Royaume-Uni)
♢France Turbot SAS (France)
♢Ecomares Marifarm GmbH (Allemagne)
Ces entreprises s'orientent vers la spécialisation et le développement-à grande échelle, formant progressivement une chaîne industrielle complète qui couvre :
Fabrication d'équipements → Intégration de systèmes → Déploiement commercial.
Cette évolution industrielle a jeté des bases solides pour mondialiser l’aquaculture en recirculation en tant quedurable, de haute-technologie et efficacemodèle de pisciculture.
État actuel du développement d’équipements de systèmes d’aquaculture en recirculation (RAS) à l’étranger
1. Une base industrielle solide permettant des équipements RAS avancés
S'appuyant sur leurs infrastructures industrielles très développées, les pays étrangers ont réalisé des progrès significatifs dans la recherche et le développement d'équipements clés pour les systèmes d'aquaculture à recirculation (RAS). Les performances et la fiabilité des principales installations agricoles de ces pays sont parmi les meilleures au monde, prenant en charge l'automatisation complète des processus et une intégration efficace des systèmes.
2. Principaux fabricants internationaux d’équipements RAS
Plusieurs entreprises mondiales sont à l'avant-garde de la fabrication d'installations RAS, chacune se concentrant sur différents composants de la chaîne de production aquacole :
♢Groupe AKVA (Norvège) :
Se spécialise dans le développement et la production d'équipements d'aquaculture complets pour l'ensemble du cycle de vie -, y compris l'élevage de poissons,-la croissance, la récolte et la transformation, ainsi que-navires agricoles offshore à grande échelle.
♢VAKI Aquaculture Systems (Islande) :
Se concentre sur les équipements de soutien aux opérations agricoles, tels que les pompes à poisson, les machines de classement et les mangeoires automatiques.
♢HYDROTECH (Suède) :
Réputé pour produire des filtres à tambour à micro-tampon de haute-qualité, essentiels à la purification de l'eau et à l'élimination des déchets solides dans les configurations RAS.
3. Des systèmes d’alimentation intelligents à l’avant-garde mondiale
Dans le domaine de la technologie d'alimentation automatisée, plusieurs entreprises ont développé des systèmes de pointe au niveau international qui améliorent l'efficacité alimentaire et réduisent les déchets :
♢Fishtalk-Contrôle par AKVA Group (Norvège) :
Une plateforme intelligente de gestion de l'alimentation intégrant la surveillance des données, l'optimisation de la stratégie d'alimentation et la détection de l'environnement.
♢Feedmaster par ETI Company (USA) :
Un système avancé de contrôle de l’alimentation conçu pour l’aquaculture de précision.
♢Robots d'alimentation développés par ArvoTec (Finlande) :
Ces robots permettent une alimentation automatisée, programmable et spécifique à chaque espèce, améliorant ainsi la précision et l'efficacité du travail.
Développement de modèles RAS diversifiés pour les poissons, les crevettes, les algues, les crustacés et le concombre de mer
La Chine a déjà mis en place une technologie et un système d'équipement RAS matures et évolutifs pour l'aquaculture de poissons et de crevettes.
Par ailleurs, d’importantes recherches et pratiques industrielles ont été menées dans l’élevage industriel de microalgues, de coquillages et d’holothuries :
- ou la culture d'algues unicellulaires, ainsi que la production de plants de coquillages et d'holothuries, un système technologique RAS mature a été développé.
- LeInstitut d'océanologie, Académie chinoise des sciencesa développé des photobioréacteurs tubulaires en boucle fermée-pour la culture à grande échelle-d'Haematococcus pluvialis et a mis en place un système de processus complet pour extraire l'astaxanthine de cette algue.
- Université des sciences et technologies de Chine orientalea adopté un "processus de culture continue hétérotrophe-dilution-photoinduit" pour la culture à haute densité-de chlorelle à l'échelle industrielle, en résolvant des problèmes tels que la faible densité cellulaire, le faible taux de croissance, la faible productivité, les coûts de récolte élevés et la qualité incohérente des produits observés dans les méthodes photoautotrophes traditionnelles.
Pour la production de plants de coquillages et d’holothuries :
- Les technologies sont relativement matures et ont été appliquées à grande échelle.
- Cependant, l'industrie continue d'adopter principalement des modèles d'élevage industriel en continu, avec de faibles niveaux de mécanisation et d'automatisation.
- Il reste une marge d’amélioration considérable en termes de modernisation des installations et de mise à niveau du modèle agricole.
Enjeux internationaux dans l’industrie des systèmes d’aquaculture en recirculation (RAS)
1.Les coûts de construction élevés et la consommation d’énergie constituent des défis majeurs dans les modèles RAS
Selon des recherches connexes, les systèmes d'aquaculture en usine consomment plus d'énergie (électricité et carburant) et entraînent des coûts de construction plus élevés que les modèles d'aquaculture traditionnels. Ces facteurs posent les plus grands défis au développement durable de RAS. Bien que RAS adopte des systèmes de production intensifs qui réduisent considérablement l'utilisation de l'eau et des terres, la consommation élevée d'énergie augmente les coûts d'exploitation et contribue aux impacts environnementaux et énergétiques potentiels associés à l'utilisation de combustibles fossiles.
Pour parvenir à une durabilité économique et environnementale, il est essentiel de trouver un équilibre entre l’utilisation de l’eau, le rejet des déchets, la consommation d’énergie et l’efficacité de la production.
Par conséquent, la recherche sur les technologies d'-économie d'énergie et de réduction des émissions-dans les installations RAS, ainsi que le développement de nouvelles technologies et d'équipements écologiques et efficaces, constitueront un domaine d'intervention clé pour les progrès futurs de l'industrie RAS.
2. Les problèmes de maladie entravent le développement sain du SRA
Les épidémies sont l'un des facteurs les plus critiques affectant le développement sain de l'aquaculture en usine. L'anémie infectieuse du saumon (AIS), causée par le virus de l'AIS, est une maladie virale grave. Son impact a entraîné une forte baisse de la production de saumon de l'Atlantique au Chili entre 2009 et 2010. Une autre maladie majeure dans l'élevage mondial du saumon est le syndrome des alevins de truite arc-en-ciel (RTFS), causé par la bactérie des eaux froides Flavobacterium psychrophilum.
Cette bactérie Gram -négative provoque une nécrose de la rate, du foie et des reins de la truite arc-en-ciel infectée, entraînant une anorexie et un comportement de nage anormal. La maladie entraîne un taux de mortalité élevé chez les alevins de saumon et entraîne des pertes annuelles importantes.
Dans l’aquaculture de crevettes, les problèmes de maladies sont encore plus graves que ceux qui touchent les poissons. Les maladies courantes des crevettes comprennent la maladie des points blancs (WSD), la maladie de la tête jaune (YHD) et bien d'autres. Ces maladies continuent de perturber l'industrie de l'élevage de crevettes de la RAS et sont devenues des obstacles majeurs à son développement sain.
Perspectives : vers une aquaculture efficace, intelligente et de précision
Une agriculture efficace, intelligente et de précision représente une orientation clé pour le futur développement vert de l'industrie aquacole chinoise. Cette évolution impliquera des percées dans la recherche et le développement de l'IoT pour l'aquaculture, des systèmes de contrôle intelligents, des technologies Big Data, de la robotique et des équipements intelligents, intégrés aux systèmes d'aquaculture à recirculation (RAS) conçus en fonction des caractéristiques biologiques des espèces cultivées.
Ensemble, ces avancées visent à construire des fermes piscicoles intelligentes-de type usine-" sans personnel ".
Avec les progrès rapides des capteurs de surveillance de la qualité de l'eau domestique, du traitement intelligent des informations et des plates-formes IoT, l'application de technologies intelligentes dans l'aquaculture en usine devient de plus en plus réalisable. Cependant, il faut souligner qu’une véritable aquaculture intelligente ne peut être réalisée qu’en étudiant et en comprenant d’abord en profondeur :
- les conditions physiologiques et les caractéristiques comportementales des espèces cultivées ;
- leurs modèles de croissance et leurs budgets énergétiques ;
- la dynamique de la qualité de l'eau dans le processus agricole ;
- et les mécanismes de régulation environnementale.
Ce n'est que sur cette base que nous pouvons intégrer efficacement la collecte et l'analyse de Big Data basées sur l'IoT{{0}pour créer un système de gestion expert en aquaculture-qui combine la surveillance et l'évaluation de la santé des organismes cultivés, la gestion des processus agricoles, le contrôle de la qualité de l'eau et le fonctionnement des équipements. Cela sera essentiel pour atteindre les objectifs de l’aquaculture intelligente.