Aquaponie, l’hydroponie biologique

Est-il possible de cultiver en hydroponie en utilisant des nutriments d’origine organique sans boucher les goutteurs ou détériorer la solution nutritive ? La réponse pourrait résider dans l’aquaponie, un système qui combine l’aquaculture et l’hydroponie pour créer un circuit dans lequel les déchets des poissons sont transformés en nutriments assimilables par les plantes.

Bien qu’elle soit souvent présentée comme une technique moderne, l’idée d’intégrer la production d’animaux aquatiques et de plantes a des antécédents très anciens. Il existe des exemples historiques de systèmes de culture combinée de poissons et de plantes en Asie, ainsi que des techniques agricoles comme les chinampas en Mésoamérique. Cependant, l’aquaponie moderne en recirculation est beaucoup plus récente et combine des connaissances en aquaculture, en filtration biologique et en hydroponie.

Qu’est-ce que l’aquaponie ?

L’aquaponie est un système de culture qui unit deux disciplines :

• Aquaculture : élevage de poissons et d’autres organismes aquatiques.
• Hydroponie : culture de plantes sans sol, utilisant l’eau comme moyen de transport des nutriments.

Dans un système aquaponique, les poissons produisent des déchets riches en composés azotés. Ces déchets passent par un processus biologique au cours duquel différentes bactéries transforment l’ammoniac en nitrites, puis en nitrates. Les plantes peuvent utiliser ces nutriments et, en même temps, aider à éliminer certains composés de l’eau avant que celle-ci ne retourne dans le bassin des poissons.

C’est pourquoi, plutôt que de parler simplement d’« hydroponie organique », il est plus précis de définir l’aquaponie comme un système intégré d’aquaculture et d’hydroponie basé sur la recirculation de l’eau et sur l’activité de micro-organismes bénéfiques.

L’aquaponie est-elle une forme d’hydroponie organique ?

La réponse dépend de ce que l’on entend par « organique ».

En hydroponie conventionnelle, les nutriments sont généralement apportés par des solutions minérales formulées spécifiquement pour être solubles et facilement disponibles pour les racines. Cela permet de contrôler avec précision des paramètres tels que la concentration en nutriments, le pH et la conductivité électrique.

Le problème survient lorsque l’on tente d’utiliser certains engrais organiques directement dans un circuit hydroponique. De nombreux produits organiques contiennent de la matière qui doit se décomposer avant de libérer ses nutriments. Cette matière peut favoriser la prolifération microbienne, générer des résidus ou provoquer des problèmes dans les pompes, les filtres et les lignes d’irrigation.

L’aquaponie propose une solution différente : les nutriments proviennent principalement de l’alimentation et des déchets des poissons et sont traités par l’écosystème bactérien propre au système.

Cela ne signifie pas que n’importe quel engrais organique peut être ajouté à un bassin de poissons. En fait, introduire des produits non conçus pour l’aquaponie peut altérer la qualité de l’eau et nuire aux poissons.

Comment fonctionne un système aquaponique ?

Un système aquaponique bien conçu fonctionne comme un circuit relativement fermé.

1. Les poissons génèrent des déchets

Les poissons reçoivent de la nourriture et, en conséquence de leur métabolisme, génèrent des déchets qui finissent dans l’eau.

L’un des composés qui nécessite le plus d’attention est l’ammoniac, car il peut être toxique pour les poissons lorsqu’il atteint certaines concentrations.

2. L’eau passe par un système de filtration

Avant d’atteindre les plantes, l’eau peut passer par un filtre mécanique chargé d’éliminer les particules solides et les débris de plus grande taille.

Cette étape est particulièrement importante pour éviter que les résidus solides ne s’accumulent dans les tuyaux ou n’atteignent le système de culture.

3. Les bactéries nitrifiantes transforment l’ammoniac

Ensuite, l’un des éléments fondamentaux de l’aquaponie entre en jeu : le biofiltre.

Les bactéries nitrifiantes transforment l’ammoniac en nitrites, puis en nitrates. Les nitrates sont l’une des principales formes d’azote que les plantes peuvent assimiler.

Sans ces communautés bactériennes, le système ne fonctionnerait pas correctement.

4. Les plantes absorbent les nutriments

L’eau riche en nutriments atteint finalement le système hydroponique.

Les racines des plantes absorbent une partie des nutriments disponibles et contribuent à réduire la charge de certains composés dans l’eau.

Ensuite, l’eau peut retourner dans le bassin des poissons et le cycle recommence.

5. L’eau retourne dans le bassin

Une pompe se charge de maintenir la circulation de l’eau entre les différents éléments du système.

Par conséquent, il ne s’agit pas simplement d’« arroser les plantes avec de l’eau de poisson ». Pour que l’aquaponie fonctionne correctement, il faut contrôler la filtration, l’oxygénation, la température, le pH, l’ammoniac, les nitrites et les nitrates.

Types de systèmes d’aquaponie

Il existe différentes configurations pour monter une culture aquaponique. Les trois plus courantes sont les systèmes à radeaux flottants, les systèmes avec lits de culture et les systèmes hydroponiques séparés du bassin.

Système à radeaux flottants ou culture en eau profonde

Dans ce système, les plantes sont placées sur des structures flottantes et les racines restent en contact avec l’eau.

C’est une configuration simple à visualiser et qui peut bien fonctionner pour certaines cultures, notamment les plantes à feuilles.

L’oxygénation de l’eau est fondamentale, car les racines restent en contact permanent avec celle-ci.

Système avec bassin et culture intégrée

Une autre possibilité consiste à placer le bassin et la zone de culture très près l’un de l’autre, en utilisant différentes étapes de filtration et de circulation.

Le principal défi consiste à trouver des conditions d’eau qui soient adaptées aux poissons, aux bactéries et aux plantes en même temps.

Système aquaponique avec bassin, filtres et culture séparés

Une configuration plus complète sépare physiquement les différentes étapes du circuit.

Un schéma de base serait :

Bassin de poissons → filtre mécanique → biofiltre → système hydroponique → réservoir/puisard → pompe → bassin de poissons

Cette configuration facilite l’entretien et permet de mieux contrôler chaque partie du système.

De plus, séparer les étapes permet d’éliminer les solides avant qu’ils n’atteignent la culture et de maintenir des conditions plus adaptées aux poissons, aux bactéries et aux plantes.

Le pH en aquaponie : l’un des grands défis

L’une des erreurs courantes est de penser que les plantes et les poissons ont besoin exactement des mêmes conditions d’eau.

Ce n’est pas le cas.

Les plantes peuvent assimiler certains nutriments plus facilement dans des conditions légèrement acides, tandis que les bactéries nitrifiantes fonctionnent dans une autre plage et que les poissons ont également leurs propres besoins.

C’est pourquoi, en aquaponie, il n’est pas approprié de parler simplement d’un pH de 5,5 pour les plantes et de 7,5 pour les poissons comme s’il s’agissait de deux systèmes complètement indépendants. En réalité, il faut rechercher une plage de compromis qui permette aux poissons, aux bactéries et aux plantes de fonctionner simultanément.

À titre de référence, l’Oklahoma State University indique une plage générale de pH de 6,5 à 7,5 pour l’aquaponie et situe l’intervalle de compromis couramment utilisé dans de nombreux systèmes entre environ 6,8 et 7,2.

Température et oxygène : deux paramètres fondamentaux

L’eau d’un système aquaponique ne peut pas être contrôlée uniquement en regardant le pH.

Température de l’eau

La température doit être adaptée à l’espèce de poisson et à la culture choisie. Par exemple, le tilapia est une espèce courante en aquaponie et travaille avec des températures relativement élevées, tandis que d’autres espèces, comme la truite, ont besoin d’une eau beaucoup plus froide.

Par conséquent, il n’existe pas une seule température parfaite pour tous les systèmes aquaponiques.

Oxygène dissous

L’oxygène est indispensable pour les poissons, les racines et les bactéries nitrifiantes.

L’Oklahoma State University indique que des concentrations supérieures à 5 mg/L d’oxygène dissous sont adéquates pour les poissons, les plantes et les micro-organismes dans de nombreux systèmes aquaponiques. De plus, lorsque la température de l’eau augmente, sa capacité à maintenir l’oxygène dissous diminue.

C’est pourquoi l’aération au moyen de pompes à air et de diffuseurs peut être une partie essentielle de l’installation.

Quels poissons peut-on utiliser en aquaponie ?

Tous les poissons ne fonctionnent pas aussi bien dans un système aquaponique.

Parmi les espèces utilisées, on trouve :

• Tilapia.
• Truite.
• Poisson-chat.
• Bar et autres espèces d’eau douce.
• Carpes.
• Koi.
• Poissons rouges.

Chaque espèce présente des besoins différents en termes de température, d’alimentation, d’oxygène et d’espace. Le choix doit être fait en tenant compte à la fois des conditions environnementales et de l’objectif du système.

Le tilapia est l’une des espèces les plus utilisées dans les systèmes aquaponiques, bien que ce ne soit pas la seule option.

Peut-on utiliser des engrais organiques en aquaponie ?

Ici, il faut faire une distinction importante.

L’objectif de l’aquaponie est qu’une bonne partie des nutriments nécessaires aux plantes provienne du système lui-même : alimentation des poissons → déchets → bactéries → nutriments disponibles pour les plantes.

C’est pourquoi nous ne devons pas penser à ajouter de l’engrais organique à l’eau des poissons de la même manière que nous le ferions pour une culture en terre.

Un produit organique peut contenir de la matière qui altère la qualité de l’eau, modifie l’équilibre microbien ou affecte les poissons.

Dans certains systèmes, des suppléments spécifiques peuvent être nécessaires pour compenser les nutriments qui n’arrivent pas en quantités suffisantes, mais ils doivent être sélectionnés spécifiquement en tenant compte de la santé des poissons et de la chimie de l’eau.

Et qu’en est-il des engrais hydroponiques ?

Les engrais conçus pour l’hydroponie conventionnelle sont formulés pour fournir des nutriments solubles et facilement disponibles pour les plantes.

Par exemple, chez Grow Barato, vous pouvez trouver des produits spécifiques pour les systèmes hydroponiques comme Hydro Grow A+B de BAC, formulé pour les cultures hydroponiques et complètement soluble dans l’eau.

Ceci est important car un engrais adapté à l’hydroponie ne signifie pas automatiquement qu’il est adapté à l’aquaponie. Dans un système avec des poissons, tout produit ajouté à l’eau doit également être évalué pour ses effets possibles sur les animaux et sur l’équilibre biologique du biofiltre.

Par conséquent, ce type d’engrais peut être une référence pour comprendre la différence entre la nutrition hydroponique conventionnelle et l’aquaponie, mais il ne doit pas être interprété comme une recommandation pour l’ajouter directement au bassin des poissons.

Contrôle des nuisibles en aquaponie

C’est un autre point où l’aquaponie oblige à changer sa façon de travailler.

Dans une culture conventionnelle, nous pouvons recourir à différents produits phytosanitaires, mais en aquaponie, il faut redoubler de prudence car toute substance qui atteint l’eau peut affecter les poissons et les micro-organismes du système.

L’Oklahoma State University recommande de privilégier les stratégies de lutte intégrée contre les nuisibles, incluant des méthodes physiques et biologiques. Elle avertit également que les pesticides peuvent représenter un risque pour les poissons.

Méthodes de contrôle recommandables

Parmi les stratégies qui peuvent être utilisées, on trouve :

• Pièges collants pour surveiller les insectes.
• Barrières physiques.
• Retrait manuel des nuisibles.
• Lutte biologique au moyen d’organismes bénéfiques.
• Hygiène et élimination des restes végétaux.
• Surveillance fréquente des feuilles et des tiges.

Le principe de base est simple : avant d’introduire tout produit dans un système aquaponique, il faut vérifier qu’il est compatible avec les poissons, les bactéries et les plantes.

Qu’en est-il des champignons des racines ?

Les problèmes racinaires peuvent apparaître lorsque les conditions de l’eau ne sont pas adéquates.

Au lieu d’essayer de résoudre le problème uniquement par des produits, il est essentiel de vérifier d’abord :

• La température de l’eau.
• L’oxygène dissous.
• L’état des racines.
• La circulation de l’eau.
• L’accumulation de matière organique.
• Le fonctionnement du biofiltre.
• La qualité générale de l’eau.

La prévention est particulièrement importante car un problème au niveau des racines peut rapidement affecter le reste du système.

C’est pourquoi il n’est pas correct d’établir simplement que baisser la température de l’eau en dessous d’un certain seuil résoudra toute maladie fongique. La température adéquate dépend de l’espèce de poisson et de la culture, et la réduire trop pourrait provoquer des problèmes chez les poissons eux-mêmes.

Avantages de l’aquaponie

Lorsqu’elle est correctement conçue, l’aquaponie présente plusieurs avantages intéressants :

Utilisation de l’eau

L’eau est recirculée entre le système de poissons et le système de culture, réduisant le besoin d’apports constants d’eau par rapport à certains systèmes agricoles conventionnels.

Utilisation des nutriments

Les déchets générés par les poissons ne sont pas considérés simplement comme des détritus, mais font partie du cycle des nutriments du système.

Culture sans sol

Les plantes peuvent se développer grâce à différents systèmes hydroponiques sans avoir besoin d’utiliser de la terre.

Intégration de la production animale et végétale

Le même système permet de produire des organismes aquatiques et des plantes, à condition que les deux composants soient correctement équilibrés.

Inconvénients et difficultés de l’aquaponie

Tout n’est pas avantageux.

Monter un système aquaponique nécessite de contrôler de nombreux paramètres simultanément. Une altération dans le bassin des poissons peut finir par affecter les plantes et vice versa.

Parmi les principales difficultés, on trouve :

• Contrôler l’ammoniac et les nitrites.
• Maintenir une population stable de bactéries nitrifiantes.
• Contrôler le pH.
• Maintenir suffisamment d’oxygène dissous.
• Contrôler la température.
• Éviter l’accumulation de solides.
• Choisir des espèces compatibles.
• Éviter les produits qui peuvent être toxiques pour les poissons.
• Maintenir les pompes, les filtres et les tuyaux en bon état.

En d’autres termes, l’aquaponie n’élimine pas le besoin de contrôler la nutrition : elle change la façon de la gérer.

Est-il vraiment possible de faire de l’hydroponie organique grâce à l’aquaponie ?

Oui, bien qu’il convienne d’utiliser le terme avec une certaine précision.

L’aquaponie permet de cultiver des plantes dans un système sans sol où une partie importante des nutriments provient d’un processus biologique basé sur les poissons, leurs déchets et les bactéries nitrifiantes.

Cela peut réduire la dépendance aux solutions minérales préparées spécifiquement pour l’hydroponie. Cependant, aquaponie et hydroponie organique ne sont pas exactement synonymes, et un système aquaponique ne doit pas être traité comme une hydroponie conventionnelle à laquelle nous aurions simplement ajouté des poissons.

La clé est de maintenir un équilibre entre poissons + alimentation + bactéries + filtration + eau + plantes.

Conclusion : l’aquaponie, un circuit de nutriments basé sur la nature

L’aquaponie démontre qu’il est possible de combiner aquaculture et hydroponie pour créer un système dans lequel les déchets des poissons sont convertis, par l’action de micro-organismes, en nutriments assimilables par les plantes.

Bien que l’idée d’intégrer poissons et cultures ait des antécédents historiques très anciens, l’aquaponie moderne utilise des filtres, des pompes, des biofiltres et des systèmes de contrôle qui permettent de rendre ce processus beaucoup plus efficace et prévisible.

C’est pourquoi, si nous recherchons un moyen de cultiver dans l’eau en utilisant des nutriments d’origine biologique, l’aquaponie est l’une des alternatives les plus intéressantes. Attention toutefois : il ne s’agit pas simplement de remplacer un engrais minéral par un engrais organique, mais de construire et de maintenir tout un écosystème en équilibre.