La vie en boucles

Refroidir l’eau en été, pour les truites en aquaponie

L’aquaponie en France métropolitaine valorise bien la truite arc en ciel : poisson facile à trouver, à croissance rapide, à chair fine et appréciée. Mais la montée en température de l’eau des bassins dès fin mai, début juin, conduit beaucoup d’aquaponistes à opter pour d’autres poissons, ou bien  limiter l’élevage de la truite  pendant les mois frais de septembre à mai. Les truites sont ensuites remplacées par des poissons plus tolérants de juin à août. Un aquaponiste professionnel a même décidé de se passer de poissons en été en minéralisant les boues des filtres collectées en hiver et stockées pour une valorisation en été. Ces stratégies fonctionnent, mais l’idéal reste de pouvoir produire de la truite toute l’année dans une eau  de qualité maitrisée. Contenir la montée en température ou refroidir l’eau des bassins en été est le problème majeur à résoudre. Il y a trois méthodes qui peuvent être utilisées seules ou combinées.

  • la régulation passive
  • la régulation par le changement d’eau
  • la régulation par refroidissement, soit par géocooling , soit avec un refroidisseur

Mise à jour du 27/05/2020 : rajout de la méthode radiative passive (en fin d »‘article)

La régulation passive

La régulation passive suppose de créer un bassin à truites profond (1.5m à 2m), enterré et ombré, avec isolation sur le dessus, d’isoler tous les tuyaux apparents et les filtres, et de cultiver sans serre en été, en veillant à ne pas exposer au soleil,  des substrats ou des bardages sombres. Il est possible de conserver une eau à moins de 25° avec cette méthode. Les truites supportent une température d’eau jusqu’à 27° C tant que la teneur en oxygène de l’eau ne passe pas en dessous des 7 mg de O2 par litre  (Source Valentin Avandetto dans commentaire ci-dessous. Voir également ce compte rendu expérimental ). Prévoir une forte aération dans les bassins avec airlift pour maintenir les 7 mg de dioxygène par litre lorsque l’eau atteint 25-26°.

Cette technique, utilisée seule, nécessite d’accepter une perte de croissance lors des épisodes de grosses chaleurs. Et probablement quelques pertes de poissons les moins robustes, les années les plus chaudes.

Refroidir grâce au changement d’eau

Le système perd de l’eau en été par évaporation et transpiration des plantes. Si  1 à 2 % de l’eau rajoutée  quotidiennement est à une température de 15°, cela permet de refroidir un peu les bassins. En cas de fortes chaleurs, il suffit d’arroser le jardin avec l’eau des bassins et de la remplacer par de l’eau fraîche à hauteur de 10, 20, 30% par jour, selon les besoins. Un système aquaponique avec 2 m3 d’eau totale  passe de 20° à 22° par une chaude journée d’été. Un changement d’eau de 25% avec une eau à 14° ramène la température à environ  20°. Les 500 litres d’eau prélevés peuvent servir à arroser 250 m2 de jardin.

Cette technique s’accompagne d’une dilution des nutriments produits par les truites. Les nutriments exportés vers le jardin profitent aux légumes en pleine terre. Mais les plantes dans les bacs aquaponiques vont recevoir une eau moins riche, avec diminution de la croissance. Pour 1 m3 d’eau aquaponique, compter entre 8 et 15 m3 d’eau à 15° à utiliser en été.

Refroidir par géocooling ou avec une pompe à chaleur

Refroidir l'eau des bassins à truite via un serpentin en cuivre dans lequel circule une eau à 15°C
Refroidir l’eau des bassins à truite via un serpentin en cuivre dans lequel circule une eau à 15°C

Refroidir par géocooling (géothermie) suppose de disposer d’une nappe ou rivière avec une eau fraîche. En faisant circuler une eau à 15°  dans un serpentin correctement dimensionné et  placé dans le bassin des truites, il est possible de contenir l’augmentation de température de l’eau en été. 

En maintenant l’eau entre 18 et 20°, les conditions de croissance des truites sont optimales et les légumes et les bactéries  profitent  au mieux des déjections des truites. Pour la géothermie, la ressource en eau fraîche doit être surdimensionnée au regard du volume d’eau total du système aquaponique. Ou dit autrement, 10 m3 d’eau en cuves enterrées ne seront pas suffisants pour cet usge de géocooling, car très vite la température de l’eau des cuves sera en équilibre avec l’eau du système aquaponique. C’est lorsque l’eau circule (nappe ou rivière) que la méthode est la plus efficace.

Une pompe à chaleur réversible, correctement configurée peut également contribuer à maîtriser la température des bassins.

Refroidir avec un groupe froid

Des refroidisseurs  tels que congélateurs, groupes de froid, tanks à lait permettent de contrôler l’augmentation de température de l’eau des bassins. Ils fonctionnent tous sur le même système et nécessitent le recours à un spécialiste en cas d’intervention sur le gaz réfrigérant. L’inconvénient majeur est la consommation d’énergie, à minimiser par une très bonne isolation. Certes, à l’échelle d’un particulier cela représente une dépense annuelle modérée. C’est davantage sous l’angle développement durable que le problème se pose en cas de généralisation du dispositif.

Refroidir avec le soleil : investissement élevé

C’est une technologie surprenante qui permet de faire du froid avec du chaud! Le procédé a été industrialisé pour conserver des vaccins en Afrique. En l’état, la technologie est inadaptée à un usage domestique. Des études, en partant des  besoins modérés en froid d’une installation d’aquaponie, pourraient peut-être déboucher sur des équipements intéressants et abordables financièrement.

Le refroidissement radiatif passif plein de promesses

Des recherches récentes en France et aux USA (2017 à 2019) mettent en avant de nouveaux supports sous forme de films ou de peintures qui modifient la réflectance et l’émittance, permettant une perte nette de chaleur radiative, même sous la lumière du soleil ( PDRC : Passive Daytime Radiative Cooling). Une piste intéressante à creuser car low tech, compatible développement durable, à effet probablement suffisant pour une installation aquaponique.

Un test d’adaptation à l’aquaponie montre un refroidissement de l’ordre du degré par nuit. Avec des améliorations il est possible d’atteindre une baisse de 2° par nuit claire. A partir des premiers tests, un projet grandeur nature est détaillé pour un refroidissement radiatif des bassins à truites

10 Comments

  1. francois paillard

    Bonjour je suis interéssé par un systeme d’aquaponie personnel en Périgord vert, ayant aussi un étang je pense élevé des black bass qui serait aussi utiles pour la pêche à la mouche. quand pensez vous? avez vous des sites ou infos sur l’élevage de ce poisson ? merci beaucoup pour votre site

    • jcgoudeau

      Bonjour, je ne comprends pas le lien entre l’étang et votre système aquaponique. Vous voulez élever des black bass en aquaponie pour ensuite les relâcher dans un étang et les pêcher à la mouche?

  2. Truite26

    Bonjour Jean-Claude.
    Bon article encore une fois.
    Moi j’ai fait le choix de tester un groupe froid de piscine (PAC), Pour mon système de 5m3 et son contexte, j’ai pu réaliser un calcul de consommation théorique de 1€/jr d’électricité en forte chaleur pour tenir 24°.
    Rdv en septembre pour le bilan :).

    Je veux rebondir sur cette phrase ou je ne suis pas d’accord : (Rappel : truites ok jusqu’à 20° C; pertes de croissance significative entre 20 et 22° C; arrêt du nourrissage entre 22 et 25°; mortalité au delà de 25° – Source François Petitet-Gosgnach)
    J’ai élevé 25 farios pendant 1an et demi pour mon premier lot.
    Avec une bonne oxygénation par airlift, j’ai maintenu mes farios jusqu’a 27°C sans problème ni perte appétit (je ne parle pas de croissance).
    A 24 ou 25° les truites se porteront bien, des AEC encore plus. Si tel est pas le cas alors il y a un manque d’O2 dissous dans l’eau.
    Il faut 7mg d’O2/L pour une truite, soit un taux à saturation max pour une eau à 30°C (Ne pas aller jusque là car il est impossible d’arriver à saturation max).
    La pisciculture du haut Lignon élève des farios à 25° l’été (Ils font quelques ajouts de peroxyde d’hydrogène suite à une grosse densité).

    Il existe même une étude sur l’élevage des AEC à haute température (26 à 28°) réalisée sur une pisciculture en Espagne facilement trouvable sur Google.

    Donc pas de secret : Eté 25°C ok mais il faut oxygéner un max 😉

    • jcgoudeau

      Bonjour Valentin,
      Merci beaucoup pour ces informations. Je vais corriger l’article en conséquence

    • barisy

      Bonjour jean claude
      Moi c est valerie je vis au costa rica depuis plus de 4 ans maintenant
      vos commentaires mon fait du bien car je veux me lancer dans la truite
      j ai deja des bassins de crevettes roselbergii qui n est pas simple la je vais attaquer l elevage de tilapia cest un poisson deau douce
      j aimerais mettre un bassin de truite mais mon soucis cest la te,perature de ,on eau je suis a 26,9 degree en jours tres chaud ,ais bassin on une moyenne de 27
      je cherche le moyen de pouvoir reduire la temperature de mon eau a 20 voir comme vous dites 24 avec une bonne oxsygenation
      J ai un avantage je tire l eau du rio et je fonctionne en circuit ouvert ,ais l eau arrive quand meme a cette temperature
      toute vos idees vos conseils sont les bien venu
      je reste dans l attentes de vos nouvelles et de votre partage
      Bien a vous Valerie

      • jcgoudeau

        Bonjour Valérie,
        Je ne connais pas le contexte du Costa Rica. Je ne peux pas vous aider de manière fiable. Si le tilapia et la crevettes rosenbergii tiennent toute l’année en bassins extérieurs, je pense qu’il va falloir une dépense énergétique non soutenable pour produire de la truite. Pour faire tourner en continu une installation de géocooling ou un groupe frigorifique. Il est souhaitable de minimiser cette consommation énergétique avec des bassins profonds (P2m, l 0.75, L 1.3), 100% enterrés, couverts en permanence lors des périodes chaudes avec un couvercle très isolant non exposé au soleil. Idem pour les bacs de culture couverts à 100% par les végétaux et enterrés. Peut-être faudrait-il éviter l’aquaponie pour se concentrer sur la pisciculture en eau recirculée avec les fitres biologiques également enterrés et un renouvellement d’eau de 1 % par jour pour un chargement de 15 kg à 20 kg par m3?

  3. Thibault

    Bonjour,

    Je trouve tout votre projet fantastique ! J’ai voulu réfléchir à la possibilité de faire un tel système mais je n’ai absolument pas les compétences pour pouvoir réfléchir à tous les aspects. Votre sérieux et votre envie me redonnent espoir. Je me permettrai de revenir souvent voir l’avancement de votre installation. Je vous remercie de toutes les recherches et informations que vous partagez ! J’ai deux petites questions (sans doute incongrues) :
    1) Je pense que la réponse à ma question se trouve dans la partie consacrée à la régulation passive mais on ne sait jamais. J’ai envisagé (mais c’est resté une idée très théorique) de faire (outre de la culture de plantes) un élevage d’aquaponie dans des bacs qui se trouveraient enterrés dans une serre semi-enterrée. Est-ce la possibilité que vous évoquez ? Si non, vous semble-t-elle possible ? (j’habite dans le centre de la Belgique).
    2) Je réfléchissais aussi à l’alimentation de poissons par des vers de farine (sans réfléchir à leurs autres besoins…). Et pensez-vous qu’il serait possible/avantageux d’utiliser des larves de mouches de soldat noir (quoique le côté espèce non locale me dérange) ?

    Félicitations encore pour ce magnifique projet !

    Bonne journée,

    • jcgoudeau

      Bonjour Thibault,
      1 – Oui, la régulation passive consiste à utiliser le sol comme régulateur de la température de l’eau. Toutes les faces de la cuve doivent être en contact étroit avec le sol, et la face supérieure doit comporter un couvercle isolé que l’on peut rabattre par grands froids ou grosses chaleurs. L’emplacement du bassin dans la serre ou hors serre doit être choisi en fonction de la contrainte la plus pénalisante: si c’est le froid d’hiver = dedans; si c’est la chaleur d’été = dehors au nord d’un mur ou au nord de la serre (Le fait d’avoir une serre semi enterrée, si la température intérieure reste en dessous de 30° C en été, permet peut-être d’envisager un bassin enterré 100% à l’intérieur).

      2 – La réponse est dans cet article https://www.truitesaquaponiques.com/2019/09/05/produire-aliment-truite-aquaponie/ . Voir également les articles sur l’élevage de vers de farine. La mouche soldat noir pose le même problème de carence en EPA et DHA. Dans une approche strictement loisir, je pense que les truites vont se débrouiller malgré une carence en acides gras essentiels. Dans une approche développement durable, santé du consommateur et efficacité économique, je travaille à établir une ration équilibrée en faisant intervenir des microalgues riches en EPA et DHA. Mais je suis très loin d’avoir trouvé la solution .

      • muriel

        Bonjour, j’ai lu votre article sur Le refroidissement radiatif passif du 23/07/20 (très intéressant). Ce qui m’a mener à trouver cet article ci. Je suis en Provence, Vaucluse (mais pas proche des sorgues hélas!). Mon mari me pousse à faire une installation pour de la truite, mais pas encore de temps et d’énergie à y consacrer, mais je m’informe…
        Je rebondis sur ce que Thibault dit au sujet d’une serre semi enterrée, la mienne, tout le mur Nord et Est est enterré. Mur Ouest épais de 1 m et coté Sud, enterré sur 90 cm. Ce n’est pas l’été que les températures sont les plus hautes, mais printemps et automne ou cela peu facilement monter jusqu’à 34 voir 36 °C (mais pas encore fini les aérations); sauf bien évidement l’année dernière avec la canicule (et à cause de vent chaud du sud) où les températures sont montée à 38°C dans la serre. J’y ai une cuve ibc de 1 000 L touchant les murs seulement sur 2 cotés, a moitié ouverte sur le dessus et seulement recouverte d’une plaque en bois pour poser mes semis de printemps. A ma grande surprise l’été 2019 avec des températures de 43 °C extérieur et donc une température les jours les plus chauds de 38°C dans la serre, l’eau de ma cuve n’est montée qu’a 21,5°C. Ce qui me donne beaucoup d’espoir en faisant les choses correctement. Il faut bien sur prendre en compte l’écoulement de l’eau dans les bacs de cultures ou il y a risque de montée en température.
        L’hiver le processus est inversé. avec des -5 la nuit en extérieur, dans la serre la température descend à 5°C (10°C d’écart environ) et l’eau de la cuve reste stable entre 13 et 14°C.
        En conclusion, je pense que si je venais à faire un système aqua-ponique, je partirai sur ce principe avec en plus un système de serpentins dans le sol avec circulation d’eau pour plus de sécurité. Cela me mène à une question, désolée si elle est stupide 🙂
        pourquoi faire un serpentin de cuivre dans le bassin des poissons pour refroidir l’eau et non pas faire circuler l’eau directement dans un gros tuyau en pehd enterré ?
        P.S.: votre blogue est fantastique, merci pour ce partage. Et j’étais comme une gamine attendant la suite de l’histoire avec impatience quant a la reproduction de la truite

        • jcgoudeau

          Bonjour,

          Le refroidissement par échangeur de chaleur peut prendre plusieurs formes:
          – il est possible d’enterrer un tuyau en PEHD et de faire circuler directement l’eau du système dans ce tuyau. Avantages: possible presque partout en dehors des sols rocheux. Inconvénients : nécessite un gros travail de terrassement pour creuser des tranchées profondes. Augmente également les pertes de charges et donc la puissance de la pompe. Veiller à prendre un diamètre suffisant pour minimiser ces pertes de charges. Le tuyau peut être enterré en spirales avec 30 cm entre les spires, à au moins 1.5 m, au nord de quelque chose. Évite de défoncer une grande surface.
          – il est également possible de faire circuler cette eau dans un tuyau lui même plongé dans une source d’eau froide (une rivière de montagne toujours fraîche par exemple). L’important est que la source froide circule. Sinon elle se réchauffe et se met à l’équilibre avec l’eau du système. J’ai vécu cette situation avec un premier dispositif qui plongeait directement dans le forage. Comme l’eau de la nappe circule très lentement, je n’ai pas eu le refroidissement escompté.
          – la troisième solution consiste à passer par un échangeur au sein des bassins (tuyau de cuivre ou d’inox). C’est le système que j’utilise en faisant circuler de l’eau de nappe à 15°, recrachée à 16° dans un autre puits distant de 20 mètres. Ce qui permet à cette eau réchauffée de se refroidir avant de rejoindre la nappe. Et en hiver le système fonctionne si besoin dans l’autre sens.

          L’option bassins et filtres à l’intérieur de la serre avec de la truite mérite réflexion. Si la rigueur des hivers se limite à – 5°C, je pense qu’il vaut mieux avoir les bassins enterrés en extérieur (et la cuve IBC s’y prête mal), au nord d’un obstacle pour faire écran au soleil. Si toutefois vous maintenez votre cuve en intérieur, il convient de veiller à deux points : pas de soleil direct sur la cuve. Prévoir un écran avec paroi réfléchissante ou très blanche. Deuxièmement, vérifier la montée en température le jour et la diminution de la température la nuit. Pour info, je viens de construire un module pédagogique avec un bassin de 60 litres et un bac de 30 litres et des carassins. Le tout est à l’ombre sauf 3 à 4 heures de soleil le matin. L’eau est à 25° le soir et à 20° le matin pour des nuits à 14°. Ce phénomène de refroidissement par radiation la nuit doit être utilisé à notre avantage et pas forcément contrarié par une isolation féroce. A analyser sur place. En revanche l’eau va circuler dans des bacs exposés au soleil dans la serre. L’isolation de ces bacs est capitale. Fuir les systèmes de culture verticale et les tuyaux NFT. Maintenir une couverture végétale totale lors des mois chauds. Toute ces précautions ne seront pas suffisantes pour garantir un maintien de la température en dessous de 22°. Mais elles permettront à un système de refroidissement de faire son travail sans trop de dépenses énergétiques.

          Bien cordialement et bon courage pour la suite.

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