L’aquaponie circulaire : de l’énergie à partir des déchets de poissons

La décomposition des déchets de poissons pourrait permettre à l’aquaponie – l’agriculture circulaire des poissons et des légumes – de produire du biogaz pouvant être réinjecté dans le système énergétique de ces exploitations. Cette technique génère également une nutrition excellente pour les plantes, d’après une nouvelle recherche de l’Université de Göteborg.

Les fermes circulaires, terrestres, combinant poissons et légumes, souvent appelées aquaponiques, se développent de plus en plus. L’aquaponie utilise l’eau riche en nutriments produite par les poissons (aquaculture) pour fertiliser les plantes (hydroponie) dans un système fermé, sans sol, à l’aide de bactéries qui se développent naturellement dans le système.

Ces modèles de production alimentaire imitent la fertilisation qui se produit dans les écosystèmes fluviaux et lacustres. Jusqu’à présent, les déchets solides des poissons étaient un sous-produit sans valeur particulière. Mais un projet de recherche de l’université de Göteborg a utilisé ces déchets pour produire du biogaz qui peut contribuer à répondre aux besoins énergétiques des fermes aquaponiques*.

La décomposition des déchets en milieu anaérobie

« En décomposant les matières fécales de poissons dans un environnement anaérobie – connu sous le nom de digestion – nous pouvons obtenir un mélange de gaz concentré à 70% de méthane qui peut être utilisé comme combustible. Cela peut faire de l’aquaponie une source d’énergie, » déclare Victor Lobanov, doctorant en biologie marine à l’Université de Göteborg.

L’étude montre également que les nutriments libérés lors de la digestion des déchets sont plus facilement disponibles pour les plantes comparés aux solutions nutritionnelles synthétiques.

« Les déchets de poissons contiennent beaucoup de nutriments. Ceux-ci devraient également être utilisables en aquaponie pour permettre une production alimentaire encore plus durable qu’aujourd’hui, » affirme Victor Lobanov.

Un autre avantage est que du dioxyde de carbone est produit lorsque le biogaz est utilisé comme carburant, ce qui est un supplément nécessaire lorsque les plantes sont cultivées dans un espace fermé, comme une serre.

Lancement du projet pilote cet été

Pour l’instant, le processus de digestion n’a été testé qu’en laboratoire, mais un pilote dans une installation aquaponique commerciale démarre cet été. Cela donnera aux chercheurs des indications sur la manière dont la méthode peut gérer les perturbations du système et sur ce qui doit être fait pour créer une chaîne de digestion plus robuste. L’objectif de Victor Lobanov est de créer des systèmes de digestion modulaires qui peuvent être intégrés dans les installations aquacoles et aquaponiques existantes.

Il y a un intérêt significatif de la part de l’industrie, et cette technologie pourrait également être utilisée dans d’autres applications d’élevage d’animaux, comme les porcheries. La boue restante après la digestion est toujours extrêmement nutritive et peut être utilisée pour la fertilisation traditionnelle des champs.

Dans ce nouveau processus, le potentiel d’eutrophisation de la boue résiduelle restante est réduit.

« Dans de nombreux pays, la quantité d’engrais produit dans l’élevage de bétail est un problème. Il ne peut être répandu sur les champs qu’à certaines périodes de l’année et l’élimination des déchets de la ferme est associée à des coûts supplémentaires lors du pompage et du transport. La digestion des solides de poissons réduit la quantité de déchets produits par les fermes tout en produisant de l’énergie et un excellent engrais pour l’hydroponie, » précise pour conclure Victor Lobanov.

Pour aller plus loin

La transformation des déchets de poissons en biogaz semble être une avancée prometteuse pour le secteur de l’aquaponie. D’une part, elle permet de valoriser un sous-produit jusqu’alors considéré comme sans valeur, contribuant ainsi à la durabilité de ces exploitations. D’autre part, elle produit un engrais riche en nutriments, très bénéfique pour la croissance des plantes. Des tests en conditions réelles doivent encore être effectués pour confirmer ces résultats encourageants et identifier d’éventuels obstacles à la mise en œuvre de cette technique à grande échelle.

* Ce projet est décrit dans la thèse de Victor Lobanov.

Légende illustration image principale : Les poissons élevés dans des fermes en circuit fermé peuvent être associés à la culture de plantes dans le cadre d’un modèle de production connu sous le nom d’aquaponie. Les chercheurs ont maintenant mis au point un système permettant de traiter les déchets solides produits par ces poissons, jusqu’ici ignorés, tout en produisant du biogaz à partir des déchets de poisson.

http://dx.doi.org/10.1016/j.aquaeng.2023.102328

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