L'aquaponie est une méthode de culture révolutionnaire qui allie l'élevage de poissons (aquaculture) et la production végétale hors-sol (hydroponie) dans un système en circuit fermé. Cette technique ingénieuse reproduit un cycle naturel où les déjections des poissons, riches en ammoniac, sont transformées par des bactéries en nutriments assimilables par les plantes. En retour, les végétaux filtrent l'eau, créant ainsi un écosystème équilibré et productif.
Les Fondements de l'Aquaponie : Symbiose et Efficacité
Le terme « aquaponie » est la contraction du mot « aquaculture », l’élevage de poissons, et de « hydroponie », une technique de production hors-sol. Il s’agit donc d’une méthode de culture réalisée sur un substrat irrigué par un circuit d’eau fermé. L’aquaponie permet à la fois l'élevage de poissons et une culture végétale redoutablement efficace. Cette technique reproduit en fait ce qu’il se passe dans la nature : les déjections des poissons sont dégradées par des bactéries, qui deviennent alors assimilables par les plantes. Le cycle peut être encore plus complet si les déchets des végétaux produits (épluchures de légumes, etc.) sont compostés, les vers du compost pouvant également nourrir les poissons.
L’aquaponie présente de nombreux avantages. Un système aquaponique est économe en eau et en énergie, très productif, et ce, sans gaspillage. Cette technique est rapide à mettre en place et nécessite peu de temps, ce qui permet même aux personnes très occupées d’accéder à la production de nourriture sur leur lieu. En effet, une petite visite quotidienne pour nourrir les poissons, s’assurer que l’eau circule et faire vos récoltes, suffisent. Loin d’être une corvée, ce peut être une petite routine relaxante, agréable et même très ludique pour les enfants !
Élever du poisson vous permet donc de produire des protéines animales. Contrairement à l’élevage de volailles, ces derniers ne sont pas bruyants, les poissons ne chantant pas comme le coq à 5 h du matin (avantage non négligeable en milieu urbain ou péri-urbain). L’aquaculture pose également moins de problèmes sanitaires : les poissons sont des animaux à sang froid, peu atteints par les parasites et les maladies. Enfin, vous maîtrisez les conditions d’élevage de vos poissons, ce qui vous permet de consommer local et frais, tout en étant informé. Belle solution quand, de nos jours, manger du poisson est devenu presque anti-écologique à cause des techniques de pêche, d’élevage, de la pollution…
Grâce à l’eau chargée de nutriments, les végétaux se développent très vite au niveau racinaire. L’aquaponie se prête à tous types de cultures : productions légumières (en particulier les légumes feuilles), ou fruitières, mais c’est aussi un formidable accélérateur de bouturage des espèces ligneuses ! Ainsi, l’aquaponie peut être réalisée en complément d’un jardin potager en permaculture, ou d’un jardin-forêt, mais également être une solution dans des lieux non fertiles ou dont le sol est pollué. Cette culture hors-sol vous permet ainsi de produire en abondance, pendant que le sol est travaillé, par exemple. Elle répond aussi à la problématique du manque d’espace, permettant de belles récoltes sur de petites surfaces. L’agriculture en ville passera peut-être par le système d'aquaponie !
Mise en Place d'un Système Aquaponique : Bassins et Substrats
Vous pouvez installer votre système en intérieur ou en extérieur. Dans le second cas, il faudra protéger votre bassin des grosses variations de température, en isolant ce dernier.
Pour un bon fonctionnement, la densité minimale recommandée en poissons est de 20 à 25 kg par m³. Comptez donc 6 à 7 kg de poissons pour un bac de 300 litres. L’eau est ensuite conduite vers un bac de 300 litres rempli de billes d’argiles sur une épaisseur de 25 à 30 cm. L’équilibre entre la quantité de poissons et de billes d’argile est primordial, afin que les poissons ne s’empoisonnent pas avec l’ammoniac de leurs déjections.
Les végétaux sont donc cultivés sur les billes d’argile qui font office de substrat et de réserve de nutriments, permettant ainsi aux plantes une croissance optimale. Au bout de deux ou trois ans, le système aquaponique pourra fonctionner en autonomie : il est ainsi voué à devenir un véritable écosystème naturel et équilibré, comme dans toute démarche permaculturelle.
À noter : pour certains, aquaponie et permaculture ne vont pas ensemble, cette dernière se concentrant sur le sol et la vie qui y siège ; or l’aquaponie est une culture hors-sol… Cependant, si l’on considère que nous reproduisons ce qu'il se passe dans la nature, tout en créant un système visant à s’équilibrer de lui-même, cela s’inscrit dans la permaculture. À vous de vous faire votre avis !
Dimensionnement du Bassin Potager : Critères Essentiels
Le succès d’un système aquaponique repose largement sur un élément souvent sous-estimé : la pompe à eau. Son débit, minutieusement calculé selon divers paramètres comme le volume de système, le type de culture et la densité piscicole, conditionne l’efficacité de la circulation d’eau, la filtration optimale et, par conséquent, la productivité de votre installation. En maîtrisant la formule de dimensionnement de la pompe, vous vous assurez une stratégie aussi économique qu’écologique, évitant tant les surcoûts énergétiques que les défaillances prématurées. Une pompe mal choisie peut entraîner un renouvellement inadéquat de l’eau avec des conséquences directes sur la santé des poissons et la croissance des plantes. Ainsi, comprendre comment adapter le débit de pompe au volume de système et à la densité piscicole est devenu incontournable pour optimiser les systèmes aquaponiques, que ce soit à petite échelle domestique ou dans un cadre commercial plus ambitieux.
Le volume d’eau de votre système aquaponique est le premier critère à considérer pour déterminer le débit de pompe idéal. Celui-ci correspond à la quantité d’eau que la pompe devra déplacer en une heure afin d’assurer une circulation constante et un renouvellement régulier indispensables à l’équilibre biologique. Par exemple, un système domestique avec un volume d’eau total de 1000 litres nécessitera un débit de pompe compris entre 500 et 1000 litres par heure, selon la charge organique. Ce temps de renouvellement rapide assure une oxygénation optimale, évite l’accumulation de déchets toxiques et stimule l’activité microbienne vitale à la filtration naturelle. Le choix du temps de renouvellement se base sur plusieurs paramètres : la croissance prévue des poissons, le type de plantes cultivées (certaines nécessitent un flux d’eau plus rapide) et les besoins en oxygène. Un cas pratique : un bassin de 3000 litres avec une densité moyenne de poissons choisi un renouvellement toutes les 1h30.
La circulation d’eau doit également prendre en compte la hauteur manométrique totale (HMT), qui combine la hauteur d’aspiration, de refoulement et les pertes de charge. Les différents modes de culture aquaponique déterminent en grande partie la fréquence et la quantité d’eau à faire circuler. Le choix du débit au départ ne se limite pas au volume du système, il doit aussi intégrer la nature spécifique des lits de culture et leur besoin en eau. La culture en substrat impose un écoulement plus lent et continu, car le mécanisme de filtration repose sur le biofilm qui se développe dans le milieu poreux. Un débit excessif pourrait perturber cette stabilité en lessivant trop rapidement les nutriments. En revanche, les systèmes DWC demandent une circulation d’eau plus forte et régulière pour éviter la stagnation, qui pourrait asphyxier les racines. Enfin, le système NFT, caractérisé par un flux mince d’eau circulant en continu, nécessite un débit constant et faible, souvent inférieur à 1 litre par minute sur chaque canal.
La densité piscicole représente la charge biologique la plus critique dans un système aquaponique. Plus elle est élevée, plus la demande en oxygène et en renouvellement de l’eau augmente, puisque l’accumulation de déchets organiques peut rapidement dégrader la qualité de l’eau si la circulation n’est pas adaptée. Une densité piscicole modérée, typique pour les installations domestiques, tourne autour de 15 à 25 kg de poisson par mètre cube d’eau. À ce niveau, un débit de pompe simple, permettant un renouvellement complet entre une et deux heures, suffit généralement. Par exemple, sur un bassin de 2000 litres avec une densité piscicole de 30 kg/m³, un débit de pompe supérieur à 2000 L/h peut être nécessaire pour espacer le renouvellement à moins d’une heure.
À mesure que le système aquaponique évolue, ajuster le débit de pompe reste une priorité pour maintenir l’équilibre entre circulation d’eau et production. Le bon choix implique également un entretien régulier, notamment le nettoyage des filtres, le contrôle des roulements et la vérification de l’alimentation électrique. Les pompes submersibles, très utilisées en aquaponie, nécessitent une vigilance particulière pour éviter les blocages dus aux débris ou algues. Des techniques d’optimisation énergétiques, comme la variation de vitesse ou la programmation horaire, sont désormais incontournables pour minimiser les coûts. Les pertes de charge dans les tuyaux s’expriment par une formule plus complexe, dépendant de la vitesse de l’eau, de la longueur et du diamètre des conduits. Ces calculs, longtemps fastidieux, sont aujourd’hui intégrés dans des calculateurs en ligne performants, facilitant l’optimisation et l’adaptation des pompes selon vos conditions réelles de production aquaponique.
Le débit idéal dépend du volume total d’eau, du type de culture (substrat, DWC, NFT) et de la densité piscicole. Le diamètre influe fortement sur les pertes de charge. Un tuyau trop petit engendre une perte importante, forçant la pompe à consommer plus d’énergie. Un débit insuffisant nuit à l’oxygénation et à la filtration, mettant en danger poissons et plantes.
Conception des Bacs et Choix des Matériaux
Il existe des dizaines de façons de créer des bacs potager surélevés. Une taille de 720 litres est idéale pour pouvoir utiliser par la suite les radeaux de culture DWC AKO et pour accéder facilement aux plantes situées au milieu du bac de culture. La hauteur idéale pour ces bacs est de 80 cm, mais vous pourrez choisir cette hauteur selon votre taille. La plupart des bacs font entre 70 et 90 cm de hauteur. La table de culture décrite ici a une contenance de 720 litres, c’est à dire qu’elle devra supporter environ 720 kg une fois pleine, sans compter les plantes, fruits et légumes… Avec le système proposé ici et avec les planches utilisées, ce sera un jeu d’enfant de supporter ce poids dans la durée. Je vous conseille d’utiliser des bois résineux ou durs pour ralentir ou éviter le pourrissement du bois. Le douglas et l’acacia tirent très bien leur épingle du jeu.
Je vous donne ici des dimensions mais peut-être que vous n’aurez pas les mêmes dans votre magasin de bricolage, c’est pourquoi on va parler en dimensions intérieures. Le bassin à poisson devra faire au moins 50 centimètres de profondeur pour le confort des poissons et le bac de culture devra mesurer 30 centimètres de profondeur au minimum. A noter que si vous décidiez de partir sur une dimension intérieure inférieure, vous n’aurez plus besoin d’avoir 8 pieds pour porter la structure.
Je vous conseille l’ajout d’une cuve IBC coffrée qui remplacera le bassin à poissons. Votre ancien bassin à poissons deviendra alors un puisard (sump tank en anglais). Un trop-plein sera défini sur la cuve IBC pour que le niveau reste constant pour les poissons. Bien qu’il soit plus confortable pour les poissons, l’avantage principal du système CHOP réside dans la filtration. En effet, l’eau chargée en déjection va pouvoir être filtrée par gravité entre la cuve IBC et la table de culture. En d’autres termes, l’aquaponie est un système où plantes et animaux évoluent ensemble, en symbiose. L’aquaponie est une méthode agricole qui n’utilise pas de sol à proprement parler. Le choix du substrat sur lequel pousseront nos plantes en est un de taille. Ainsi le substrat le plus régulièrement utilisé est le même qu’en hydroponie, à savoir les billes d’argile expansées (exemple : Hydroton®).
Pour cette partie de l’aquaponie, c’est vers l’aquariophilie pure et la pisciculture qu’il faut se tourner. Il en va de même pour le pH de votre eau qu’il vous faudra absolument tester autant pour garantir une bonne maintenance des animaux que pour vous assurer que les plantes poussent correctement : certains pH sont inadaptés pour la culture de certaines plantes (comme par exemple les plantes carnivores). L’oxygénation de l’eau est aussi essentielle pour les poissons que pour les plantes que vous allez y faire grandir. Créer un courant est aussi important pour vous assurer de la qualité des poissons que vous allez consommer, l’idée étant non pas qu’ils fassent du gras mais aussi qu’ils fassent de la chair.
Construction d'un système aquaponique simple DIY
Choix des Poissons et des Plantes pour Votre Système
Espèces Piscicoles Adaptées à l'Aquaponie
Privilégiez de préférence des espèces locales et appréciées pour la consommation de leur chair.
- La truite : La truite est une espèce locale, dont la chair est très appréciée. Elle bénéficie de surcroît d’une croissance rapide, ce qui en fait un excellent choix.
- Le tilapia : Le tilapia est un poisson d’eau douce ou saumâtre. Il s’agit d’une carpe exotique, à croissance rapide, aimant l’eau chaude.
- La perche soleil, argent ou dorée : Les perches se rencontrent de plus en plus dans les systèmes aquaponiques.
Choisir les bons poissons pour votre bassin aquaponique est crucial. Certains poissons sont populaires grâce à leur résistance et tolérance aux différentes conditions de l’eau. Il est fondamental de tenir compte des besoins spécifiques de vos poissons, car cela influencera directement la santé de vos végétaux et l’équilibre de l’ensemble du système. Un mauvais choix peut vite déséquilibrer l’écosystème de votre bassin aquaponique.
Cultures Végétales Performantes en Aquaponie
Quasiment toutes les plantes se prêtent au jeu de l’aquaponie, en particuliers les légumes-feuilles, dont le rendement est très élevé dans ce système. Vous pouvez ainsi cultiver fruits et légumes, sauf les tubercules (pommes de terre, carottes, panais…).
Les boutures prennent également incroyablement bien grâce à l’aquaponie, ce qui permet une multiplication facile et rapide des espèces ligneuses. Vous constaterez ces résultats impressionnants dans cette vidéo que nous avons tournée à la ferme du Terr’eau, où nous avons nous-mêmes testé cette technique. Convaincus, nous avons d'ailleurs le projet de développer cette méthode pour notre pépinière.
Tout aussi important que le choix des poissons, celui des plantes influence le succès de votre système aquaponique. Parmi les options courantes, on trouve les laitues, les herbes aromatiques (basilic, menthe), et divers légumes-feuilles. Notez que certains végétaux demandent plus de nutriments et pourraient ne pas prospérer si la concentration en minéraux est insuffisante.
Pour débuter le plus facilement en aquaponie, prenez des fruits ou légumes qui sont déjà simples à cultiver au potager ou en maraîchage. Les salades ou les fraisiers sont de bonnes plantes pour tester le système.
Intégration et Optimisation de Votre Système Aquaponique
Placement Stratégique dans Votre Design Permaculturel
Veillez, comme toujours en permaculture, à trouver le meilleur emplacement pour votre système dans votre design. Privilégiez la zone 1 de votre lieu, étant donné que vous vous y rendrez quotidiennement. Mais vous pouvez également utiliser un bassin existant et réfléchir votre design autour de ce dernier, en intégrant une serre par exemple, qui vous permettra de préparer les plants au printemps avant la mise en terre au jardin.
Gestion des Nutriments et Équilibrage du Système
L’aquaponie est un système où plantes et animaux évoluent ensemble, en symbiose. L’aquaponie est une méthode agricole qui n’utilise pas de sol à proprement parler. Le choix du substrat sur lequel pousseront nos plantes en est un de taille. Ainsi le substrat le plus régulièrement utilisé est le même qu’en hydroponie, à savoir les billes d’argile expansées (exemple : Hydroton®).
Le calcul du volume de substrat est simple : il vous faudra autant de volume de substrat que ce qu’il y a d’eau dans votre écosystème. Cela vous permettra d’obtenir et de garder un équilibre et un biofiltre adéquat. Sachez qu’il vous faut idéalement une hauteur de substrat de 30 centimètres, dont 5 centimètres de substrat qui doit toujours rester sec (au dessus de votre niveau de marée maximum) et 5 centimètres toujours immergés.
La gestion des nutriments est au cœur de l'équilibre aquaponique. Les déjections des poissons fournissent l'azote, essentiel à la croissance des plantes. Les bactéries nitrifiantes transforment cet azote en nitrates, forme assimilable par les végétaux. D'autres éléments, comme le phosphore et le potassium, sont également apportés par les poissons. Il est crucial de surveiller le pH de l'eau (idéalement entre 6 et 7) pour optimiser l'activité bactérienne et la disponibilité des nutriments pour les plantes.
Exemples de Configurations et Calculs de Proportions
On touche là au cœur même du problème. On pourra aussi utiliser les restes de cuisine (c’est le compost qui va crier famine !). Les farines à base d’insectes séchés produites souvent grâce à des invendus de l’agro-industrie sont désormais développés par des structures en capacité de les produire en masse.
En aquaponie, il est courant de constater qu’il faille entre 4 et 6 m² de surface cultivable pour nourrir une personne en fruits et légumes frais toute l’année. En fait, tout est relatif et dépend du volume de légumes que vous consommez à l’année. Comme tous les systèmes aquaponiques sont évolutifs, vous pourrez bien entendu adapter la surface de culture en fonction de vos envies et besoins. Cependant, la place occupée n’est pas anodine.
Mon système sera conçu comme suit : une cuve IBC quasi-complète pour les poissons, donc environ 1m³ que je compte remplir entièrement ou presque. L’eau descendra par gravité au travers de deux bidons-filtres (environ 100L chacun, je pense) jusqu’au bac-tampon qui pourra contenir environ 600L d’eau au maximum (cuve IBC coupée en deux morceaux inégaux : la partie supérieure servira de bac de culture). J’aurai donc 5 bacs de culture qui seront remplis de substrat sur une hauteur d’environ 30 cm, ce qui fait un total de 0,3m³x5 = 1,5 m³. 0,6 m³ d’eau dans les bacs de culture. Pour récapituler, nous aurons donc un bassin à poissons de 1.000 L, deux bidons-filtre de 100L chacun, un bac-tampon de 600L, et enfin 600L d’eau dans les cultures. Sachant que le bassin des poissons sera rempli en permanence, il faut forcément avoir plus que 1.000L dans l’installation. J’aurais tendance à viser le volume total du bassin de poissons, des deux filtres et du bac tampon, soit environ 1.800L : il y aurait ainsi assez d’eau pour alimenter les bacs et ça resterait sécurisant en cas de panne de la pompe (le bac-tampon ne pourra pas déborder). Cela dit, un total de 1.800L dont seulement 1.000L pour les poissons, ça me semble fort disproportionné, et je crains que l’eau ne soit pas suffisamment « enrichie ». Existe-t-il un principe général de calcul pour les proportions eau poissons/eau totale ?
Le principe général de calcul pour les proportions eau poissons/eau totale dans un système aquaponique vise à assurer un équilibre optimal entre la production de nutriments par les poissons et la capacité des plantes à les absorber, tout en maintenant une qualité d'eau adéquate. Il n'existe pas de formule unique et rigide, car de nombreux facteurs entrent en jeu, mais des ratios sont généralement recommandés.
Pour un système domestique, une densité piscicole de 15 à 25 kg de poissons par mètre cube d'eau est courante. Cela signifie que pour 1000 litres (1 m³) d'eau dans le bassin à poissons, on peut maintenir entre 15 et 25 kg de poissons. Le volume total d'eau du système (bassin à poissons, filtres, bacs de culture) doit être suffisant pour diluer les déchets et assurer une circulation adéquate. Un ratio de 1:1 entre le volume d'eau du bassin à poissons et le volume total d'eau du système est souvent considéré comme un bon point de départ. Dans votre cas, avec un bassin de 1000L, viser un volume total de système d'environ 1000L à 2000L serait pertinent.
Si vous craignez que l'eau ne soit pas suffisamment "enrichie" avec 1000L pour les poissons et un total de 1800L, cela suggère que la densité des poissons pourrait être augmentée, ou que le temps de renouvellement de l'eau pourrait être optimisé. Un calcul plus précis impliquerait de considérer la quantité de nourriture distribuée quotidiennement aux poissons, car c'est la source principale des nutriments. Plus les poissons sont nourris, plus ils produisent de déchets, et plus les plantes ont de nutriments disponibles.
Il est également essentiel que le système bactérien soit bien établi. Les bactéries nitrifiantes sont responsables de la transformation de l'ammoniac en nitrates. Sans une biomasse bactérienne suffisante, l'ammoniac peut s'accumuler et empoisonner les poissons. Le substrat dans les bacs de culture, ainsi que les biofiltres dédiés, servent de support à ces bactéries. Plus la surface disponible pour les bactéries est grande, plus la filtration sera efficace.
En résumé, bien que votre configuration actuelle avec 1000L pour les poissons et un total de 1800L soit une base solide, il est pertinent de surveiller attentivement la croissance des plantes et la santé des poissons. Si vous observez des carences végétales ou une accumulation d'ammoniac, vous pourriez envisager d'augmenter légèrement la densité de poissons (en vous assurant que votre système de filtration et d'oxygénation suit) ou d'optimiser le temps de circulation de l'eau. Il est toujours préférable de commencer avec une densité plus faible et d'augmenter progressivement, tout en observant attentivement les réactions du système.
Aquaponie : Une Solution Durable pour l'Avenir
L’aquaponie représente une solution durable face aux défis environnementaux actuels. Elle permet non seulement de réduire la consommation d’eau jusqu’à 90 % par rapport à l’agriculture traditionnelle, mais elle offre aussi la possibilité de cultiver ses propres légumes biologiques localement. Adopter cette méthode innovante n’est pas seulement un acte écologique, c’est aussi économique à long terme.
Se lancer dans l’aventure aquaponique peut sembler complexe, mais avec un peu de préparation et quelques conseils pratiques, vous pouvez concevoir votre propre bassin aquaponique avec succès. Commencez par déterminer l’espace disponible chez vous et envisagez le nombre de poissons et plants adaptés. Pensez à l’orientation pour maximiser l’exposition solaire, essentielle pour la photosynthèse des plantes. Investir dans une lampe de croissance peut être judicieux si l’ensoleillement naturel est limité. Une fois votre bassin en place, l’entretien régulier reste incontournable pour garantir sa pérennité. Surveillez la clarté de l’eau, l’apparition d’algues pouvant nuire au système, sans oublier de contrôler fréquemment la santé des poissons. Ne sous-estimez jamais l’importance de surveiller les ballasts et autres dispositifs mécaniques.
Si ces deux méthodes partagent certaines similitudes, elles reposent sur des principes différents. L’hydroponie nécessite des ajustements constants des solutions et peut présenter des risques accrus pour la salinité de l’eau. Enfin, l’aquaponie crée un micro-environnement propice à l’expérimentation et à l’apprentissage perpétuel pour ceux qui s’intéressent à l’agriculture urbaine. Pour les familles, c’est une magnifique opportunité éducative pour initier les enfants aux concepts de la durabilité et des sciences naturelles de manière ludique et engagée.
Ainsi, l’aquaponie offre un système équilibré qui permet une production de produits frais et de qualité, animale et végétale, pouvant vous faire avancer sur le chemin de l’autonomie alimentaire. Si vous avez un projet agricole ou artisanal, vous pouvez même aller plus loin en vous lançant dans une ferme aquaponique, qui permet des cultures très rentables, même en milieu péri-urbain, voire urbain.