Aquaponie : tout savoir pour débuter la culture

L’aquaponie : une symbiose entre poissons et végétaux

L'aquaponie est un système de culture qui fait intervenir des poissons élevés dans un bac et dont les déjections vont servir de matière fertilisante pour faire pousser des plantes cultivées en hydroponie. L'eau, débarrassée par les plantes des substances azotées, toxiques pour les poissons, retourne ainsi dans le bac des poissons selon un cycle continuel.

Le mot lui-même est une contraction des mots aquaculture (élevage d'animaux aquatiques) et de hydroponie (système de culture sur l'eau, sans terre, couramment pratiqué de nos jours pour produire de nombreuses plantes). Plus qu'une simple méthode de production de légumes, l'aquaponie est un système d'autonomie qui vise l'indépendance alimentaire pour une collectivité ou un ménage.

Une méthode de culture vieille de plusieurs siècles

Des méthodes de culture associant poissons et végétaux étaient pratiquées dans d'anciennes civilisations. Les Aztèques cultivaient des végétaux, essentiellement du maïs et des haricots, sur des îlots artificiels flottants faits de jonc et de boue. Leurs racines trempaient dans l'eau et absorbaient les matières fertilisantes issues des rejets des poissons.

Il y a plus de 1000 ans, le riz était cultivé en Asie conjointement à l'élevage de poissons ou de crevettes dans des rizières parcourues par un ingénieux système de canaux. L'aquaponie moderne est une méthode améliorée de ces pratiques ancestrales, adaptée notamment au milieu urbain, née aux Etats-Unis dans les années 1970 pour répondre à la crise énergétique de l'époque.

Le concept se développe petit à petit dans le monde, et des fermes de production à l'échelle commerciale sont en expérimentation en Europe, où l'aquaponie ne fait que commencer.

Principe de fonctionnement de l'aquaponie

Une économie circulaire entre poissons et végétaux 

Des poissons (carpes, truites, poissons rouges, etc.), élevés dans un bassin ou un bac, souillent l’eau de leurs déjections constituées de matière organique riche entre autres d’azote, phosphore, potassium, fer et calcium (éléments indispensables aux végétaux). L'eau de ce bassin, chargée donc en déjections, est pompée et acheminée jusqu'à un autre bac situé à proximité puis répandue sur un substrat où sont cultivées des plantes. Le substrat, colonisé par des bactéries qui transforment l'ammoniaque en azote nitrique puis en nitrates, devient le lieu de culture d’alimentation des plantes. Car en effet, ce sont ces nitrates que les plantes absorbent par leurs racines pour leur alimentation, en même temps que d'autres éléments minéraux apportés par les déjections des poissons. L'eau, ainsi épurée de l'azote toxique pour les poissons, retourne dans le bassin à poissons initial. Un cycle est donc mis en place et l'eau circule en circuit fermé du bassin de poissons au bac de culture. L'eau qui sert d'élément aux poissons et l'eau enrichie en nutriments qui sert à nourrir les plantes est la même. C'est une forme d'économie circulaire appliquée à la production de nourriture. Les déchets produits par un système deviennent des éléments utilisés par un autre système. C'est le fondement même de la permaculture.

L'aquaponie apparaît comme un écosystème artificiel qui fait intervenir trois principaux acteurs :

• les poissons, leurs déjections sont riches en azote sous forme ammoniacale ;
• les plantes cultivées, essentiellement des légumes, dont les racines vont absorber les nitrates et d'autres éléments minéraux qui leur sont indispensables pour croître et prospérer ;
• les bactéries, qui constituent une interface entre les deux productions, en transformant l'azote ammoniacal contenues dans les déjections des poissons, inutilisable par les plantes, en nitrates, assimilées par les végétaux.

Aquaponiculture : quels sont les avantages

Le Parlement européen a publié en 2017 un rapport qui considère que l'aquaponie est une technique promise à un bel avenir en raison de ses nombreux avantages :

1. L 'aquaponie consomme beaucoup moins d'eau que l'agriculture traditionnelle intensive, jusqu'à 95 % de moins affirment les partisans de cette méthode.
2. En termes de croissance, les légumes poussent 2 à 3 fois plus vite que dans une culture classique. Cela s'explique du fait que les plantes sont constamment alimentées à la fois en nutriments, mais également en oxygène au niveau des racines.
3. La densité de culture est plus importante car la plante a à sa disposition tout ce dont elle a besoin pour sa croissance et son développement. Il y a donc moins de compétition au niveau du substrat, et la plante ne cherche pas à émettre des racines loin de son point d'ancrage pour aller chercher ses nutriments
4. En aquaponie, on produit des légumes mais aussi du poisson consommable, sauf certaines espèces.
5. La qualité des légumes serait excellente du point de vue saveur et qualité nutritionnelle ; elle serait équivalente aux légumes cultivés sur un sol naturel en agriculture biologique. En effet, il n'y a aucun engrais chimique, aucun produit de traitement. Donc aucune source de pollution.
6. Dans ce système de culture, on travaille à hauteur, donc avec moins de fatigue, et le travail contraignant de sol n'existe plus : bêchage, sarclage, désherbage (il n'y a pas de mauvaises herbes), arrosage... Par conséquent, cette culture est accessible aux personnes ayant un handicap physique, ou à mobilité réduite.
7. L’aquaponie peut tout à fait se pratiquer en milieu urbain. Il n'est donc plus nécessaire de posséder un terrain cultivable.
8. Il n'existe plus de problèmes de ravageurs vivant dans ou sur le sol comme les taupes, campagnols, courtilières... 

Aquaponiculture : un système de culture écologique

Les avantages indirects sont également très nombreux et ne peuvent tous être cités. L'aquaponie profite pleinement de l'essor des circuits courts, en privilégiant une consommation locale, souvent par vente directe, limitant le coût et les émissions de CO2 liés au transport. Comme il n'y a plus de motorisation pour travailler le sol, cela engendre moins de pollution due au carburant... L’aquaponie pourrait contribuer à nourrir des populations isolées, par exemple sur des îles.

Quelle méthode pour débuter en aquaponie

Il existe une multitude de variantes en aquaponie qui ont pour base l'une des techniques utilisées en culture hors sol, ou hydroponie.

La méthode à lit de substrat inerte

La méthode la plus couramment employée dans une installation aquaponique de loisirs par les particuliers et à petite échelle est celle à lits de substrats inertes ou MFG (Media Filled Growbed). On n'y cherche pas la productivité, et elle permet la culture d’une large gamme de végétaux.

Ce système nécessite un bac contenant un substrat neutre et inerte comme les billes d’argile expansée ou le gravier, servant à la fois de support pour les plantes et de milieu de culture. Les plantes sont alimentées en eau provenant du bac à poissons soit en continu, soit en discontinu par la « méthode des marées », avec inondations et drainages successifs, grâce à un siphon cloche.

Démarrer en aquaponie en quatre étapes

1. Mise en place des bacs et de la pompe

Il est préférable de démarrer un système au milieu du printemps. Les températures plus clémentes accélèrent la multiplication des bactéries dont la température optimale de croissance se situe entre 25 et 30° C.

Les deux composants principaux sont le bassin à poissons et le bac de culture. Leur taille est fonction de vos aspirations, mais pour une initiation en aquaponie, ne voyez pas trop grand. Vous pourrez toujours faire évoluer le projet si cette forme de culture vous satisfait. Le troisième élément important est la pompe, qui va aspirer l'eau.

2. Testez l’installation et le renouvellement d’eau

Une fois que vous avez raccordé les différents éléments de votre système, sans toutefois les avoir fixés définitivement, vous devez vous assurer que la partie mécanique fonctionne convenablement avant d'installer les êtres vivants.

• Remplissez l'élément le plus haut du système, en général il s'agit du bac de culture.
• Vidangez l'eau jusqu'à l'élément suivant, souvent le bac à poissons.
• Branchez la pompe. À l'aide d'un récipient dont vous connaissez le volume, calculez le débit réel de votre pompe. Votre installation doit renouveler l'eau du bac à poisson 1 à 2 fois par heure.

3. Le cyclage du système et les paramètres de l’eau

Le cyclage du système est la mise en action du cycle de l'azote sous l'action des bactéries, tel qu'il a été décrit succinctement précédemment. Cette opération vous demandera quelques semaines. Sa durée dépend notamment de la température de l'eau. Les règles ne sont pas bien précisées, et bien que cette phase soit menée par tâtonnement, elle demande une certaine organisation et de la précision.

Il faut d'abord vous munir d'un kit de mesure des différents paramètres de l'eau que l'on utilise ordinairement pour un aquarium. Ces tests sont très simples à réaliser, ils vous donneront la teneur en ammoniaque, en nitrites, en nitrates, ainsi que le pH de l'eau. Ces valeurs vous assureront de l'absence de substances toxiques pour les poissons, ammonium et nitrates en particulier.

Commencez à mettre votre pompe en fonctionnement.

Il faut commencer par apporter de l'ammoniaque, premier élément qui apparaît dans le système. Plusieurs possibilités existent ; vous pouvez adopter l'une des deux qui suivent :

• ajout d'ammoniaque pure (à acheter dans le commerce) ; il est vendu sous une des appellations « ammoniaque pure », « hydroxyde d'ammonium pur » ou « ammoniaque 100 % ». Il est important que l'ammoniaque ne soit pas mélangée à des adjuvants divers (parfums ou colorants par exemple)
• ajout de nourriture à poisson dans le bassin à poissons (mais sans poisson). En se décomposant cette nourriture va dégager de l'ammoniaque qui va nourrir les bactéries.

Versez petit à petit dans l'eau du bassin l'un ou l'autre de ces produits, jusqu'à ce que vous obteniez une lecture de taux d'ammoniaque de 2 ppm (l'équivalent de 2 mg par litre d'eau) sans dépasser 3 ppm. Recommencez cet apport tous les jours en apportant la même quantité, jusqu'à ce que les nitrites apparaissent, signe que le travail des bactéries nitrificatrices commence à porter ses fruits. Lorsqu'ils atteignent 0,5 ppm, baissez alors de moitié votre apport quotidien d'ammoniaque.

Notez que les bactéries colonisent d'elles-mêmes le milieu, naturellement sans avoir à les ajouter car elles sont présentes partout. On peut cependant accélérer le processus en ensemençant le milieu avec des bactéries. Pour cela, prélevez un filtre d'un aquarium en fonctionnement, ou un peu de substrat d'un autre système aquaponique déjà en place, que vous introduisez dans votre propre système. Il existe aussi des kits activateurs de bactéries nitrifiantes pour cycler rapidement un système aquaponique.

Vérifiez à l'aide d'un test que les valeurs du pH et de l'alcalinité sont compatibles avec un système en aquaponie. Sinon, ajustez progressivement en ajoutant des produits du commerce.

4. Ajout des plantes et poissons

Lorsque les nitrates apparaissent dans le milieu à leur tour en quantité conséquente (5 à 10 ppm), et que les nitrites affichent 0 ppm, vous pouvez mettre en place les plants de légumes dans le bac de culture. Ils vont commencer à épurer l'eau en nitrates. Les poissons peuvent aussi et alors être ajoutés au système. Comptez environ 20 poissons rouges pour 100 litres d 'eau.

Choix des poissons

Préférez les poissons rouges pour commencer, car ils pardonnent plus aisément les erreurs du débutant. Évitez la nourriture en paillettes mais nourrissez-les, si possible, de granulés flottants, et de petite taille (1 à 2 mm).

Choix des végétaux

En ce qui concerne les légumes, mettez en place au début des légumes faciles à cultiver et qui réagissent bien à l'apport en azote comme les légumes feuilles en général (salade, épinard, blette). Parmi les autres plantes souvent cultivées par les aquaponistes, on trouve les aromatiques : basilic, persil, coriandre, menthe, ciboulette...mais également toutes sortes de végétaux : tomates, concombres, fraises, fleurs...

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