Introduction
L’aquaponie est un système qui combine l’aquaculture et l’hydroponie en permettant de produire des légumes à partir des déjections des poissons.
Ce système gagne en popularité, notamment auprès des ménages en quête de lowtech, d’autonomie ou tout simplement avec le désir de produire de manière plus écologique et responsable 🌳. Dans ce contexte, le système aquaponique à lit de culture est sans doute le plus répandu du fait de sa simplicité à installer. Dans cet article, je vais vous développer son fonctionnement.
Sommaire :
Qu’est-ce qu’un système à lit de culture en aquaponie ?
Définition et principes de fonctionnement
On appelle un système aquaponique à lit de culture un système permettant la culture des plantes directement dans un substrat. Ce substrat est contenu dans un bac et irrigué par l’eau enrichie des déjections des poissons. Un siphon (siphon cloche, siphon « U » ou drain continu) au fond du bac permet l’évacuation de l’eau et une pompe permet sa circulation en circuit fermé.
Comparaison avec d’autres systèmes aquaponiques (NFT et DWC)
L’avantage principal du système à lit de culture par rapport aux autres systèmes aquaponiques réside dans sa simplicité de fonctionnement et sa polyvalence de culture. 👇
En effet, le substrat du lit de culture fait également office de biofiltre et de filtre mécanique, permettant le développement des bactéries nitrifiantes indispensables à l’écosystème. Le substrat dense permet aussi de cultiver les légumes lourds ou avec un développement racinaire important.
Les composants essentiels d’un système à lit de culture
Le substrat : types et choix adaptés
Le choix du substrat est important, car il doit permettre le développement des bactéries nitrifiantes 🦠. Il doit donc être rugueux, bosselé ou avec des cavités. Il doit par ailleurs être suffisamment lourd pour permettre la culture des plantes et avec une granulométrie adaptée (généralement entre 8-16 mm, dépendant de votre système) pour permettre le développement racinaire et ne pas risquer d’asphyxier le système ou de gêner la circulation de l’eau. La hauteur du bac est habituellement d’au moins 30 cm pour permettre le développement racinaire d’à peu près toutes les plantes.
Les substrats les plus utilisés sont :
- Le gravier a l’avantage d’être bon marché, mais il est très lourd.
- La pouzzolane, issu de roche volcanique 🌋, répond très bien au besoin de rugosité tout en étant plus léger que le gravier. Néanmoins, sa composition, selon sa provenance, peut venir impacter le ph de l’eau.
- L’argile expansée est le matériau le plus léger et le plus adapté au substrat d’un lit de culture, même s’il est également le plus cher et le moins durable.
Selon son besoin et ses contraintes, il est donc possible d’adapter son substrat.
🧑🌾 L’avis de Robin : Il est aussi envisageable de mixer les substrats afin de bénéficier des avantages de chacun. Par exemple, mettre au fond de son bac de culture 1/3 de gravier qui sera meilleur marché et compléter au-dessus avec 2/3 d’argile expansée qui est plus facile à manipuler. Je précise qu’il est préférable de ne pas remplir le lit de culture à 100%, laissez 3-5 cm en haut pour éviter d’en renverser à chaque manipulation.
La pompe et le circuit d’eau
Afin que l’eau circule dans l’écosystème, elle doit être dirigée grâce à une pompe, généralement placée à la sortie du réservoir des poissons pour remonter vers le lit de culture et nourrir les plantes. L’eau est ensuite évacuée par un siphon cloche 🔔 ou un drain continu selon le flux d’eau souhaité.
➡️ Le premier système, avec un siphon cloche, permet au lit de culture d’être rempli d’eau jusqu’à un niveau déterminé, puis de se vider lorsque ce niveau est atteint, on parle de marée. Cette vidange automatique est permise grâce à l’installation d’un siphon cloche.
🧑🌾 L’avis de Robin : L’intérêt d’un système à marée est une meilleure oxygénation des racines, ce système évite aussi que l’eau ne stagne.
➡️ Le second système, avec un drain, fixe le niveau de l’eau à une certaine hauteur (généralement à -5 cm sous le substrat). Il est moins technique que le siphon cloche à mettre en place.
Le débit de la pompe doit être suffisamment fort pour approvisionner l’eau en oxygène afin de favoriser la vie des bactéries nitrifiantes. Par ailleurs, les plantes ont besoin d’être « alimentées » en permanence et donc d’avoir les racines immergées. Le débit ne doit pas non plus être trop fort, sans quoi le courant pourrait abîmer les racines et gêner le processus de minéralisation au fond du lit de culture. On préconise en général une pompe avec la capacité de renouveler le volume total d’eau du système une à deux fois par heure. ⌚
Les trois zones d’un système à lit de culture
Le flux d’eau dans le lit de culture crée trois zones verticales distinctes dans le substrat et chaque zone peut être considérée comme un micro écosystème. En effet, la présence d’eau et d’oxygène sera différente pour chaque zone, ce qui fait que le développement des bactéries et micro-organisme sera également différent.
La zone sèche ☀️
En premier, nous avons la zone sèche, qui correspond aux 2-5 premiers centimètres de substrat. Cette zone permet de protéger les zones plus profondes de l’exposition à la lumière ⛱️, ce qui pourrait être fatal à nos bactéries nitrifiantes et favoriserait le développement d’algues.
La zone humide
Ensuite, il y a la zone humide qui correspond aux 2 cm proche de la ligne d’eau sur le système à drain et au 10-15 cm de marée sur le système à marée. La zone humide est la plus riche en termes d’activité biologique 🌈.
La zone immergée 💧
Enfin, il y a la zone immergée qui correspond aux 3-5 cm du fond du lit de culture (sur le système à marée). C’est la zone dans laquelle les particules et déchets (racine, feuille…) vont s’accumuler et se minéraliser au fil temps, avec l’aide des bactéries et micro-organismes, afin d’apporter aux plantes du phosphore, du potassium, du calcium, du magnésium et des oligo-éléments nécessaires à une bonne croissance📈.
Les bactéries nitrifiantes et leur rôle clé
- Les bactéries nitrifiantes sont invisibles et pourtant essentiels à l’équilibre de votre système aquaponique, ce sont elles qui permettent la synergie entre vos poissons et vos plantes.
Voici comment se passe la nitrification:
Dans le système à lit de culture, il n’y a qu’un réservoir à poisson et le lit de culture avec le substrat, c’est donc le substrat qui joue le rôle du biofiltre et du filtre mécanique.
Les étapes pour concevoir votre propre système aquaponique à lit de culture
Choisir l’emplacement idéal
Que ce soit en intérieur ou en extérieur, vous aurez besoin d’une bonne exposition lumineuse 🌞. Une source d’eau🚰 et d’électricité ⚡ à proximité est également indispensable pour le bon fonctionnement du système.
Le réservoir à poisson et le bac à culture rempli de substrat est très lourd, il sera donc difficile de le déplacer une fois installé. Par ailleurs, si vous prévoyez d’installer votre système sur un balcon ou un rooftop, rassurez-vous que la structure le permet.
Sélectionner les matériaux nécessaires
Si vous optez pour la fabrication de votre système, vous aurez le choix des matériaux ; plastic (PP ou PVP), fibre de verre, bac en bois avec une bâche étanche, béton… en fonction de votre budget et des outils à votre disposition.
Le plus important à prendre en compte, c’est la durabilité des matériaux, sa résistance aux UV 🕶️ et l’absence de traitement ou revêtement toxique, les matériaux doivent être de qualité alimentaire ! 👌
🧑🌾 L’avis de Robin : Généralement, les particuliers optent pour le recyclage de citerne IBC (Intermediate Bulk Container) de qualité alimentaire. Il est possible de s’en procurer auprès d’entreprises industrielles, agricoles ou de recyclage à moindre coût.
Assembler les différentes parties du système
Le système à lit de culture se compose de :
Un réservoir à poisson, une pompe submersible, la tuyauterie, le bac à lit de culture avec son substrat et son drain/siphon cloche et un bac supplémentaire pour stocker de l’eau en réserve.
👍Le réservoir à poisson et le lit de culture doivent être relativement proches pour limiter la longueur des tuyaux.
👍La pompe sera placée dans le réservoir à poisson pour évacuer l’eau vers le lit de culture. La pompe doit être bien dimensionnée
👍Le lit de culture est surélevé par rapport au bac à poisson afin de permettre un retour de l’eau par gravité.
👍Avant la mise en route, vous devrez tester le système pour vous rassurer qu’il n’y a pas de fuite ⛲ et il est également possible que le substrat nécessite d’être rincé plusieurs fois.
➡️Enfin, il faudra cycler votre système, c’est-à-dire permettre aux bactéries nitrifiantes de le coloniser. Cette opération peut prendre plusieurs semaines 📆 en fonction des paramètres de votre eau.
Conseils pour optimiser un système à lit de culture
Une fois que le système à lit de culture est cyclé et que les poissons et les plantes sont ajoutés il n’y a plus qu’à conserver l’équilibre ⚖️entre les différents éléments. Il ne faut pas oublier que le seul intrant du système, c’est la nourriture des poissons, c’est donc votre levier de vitesse pour doser la quantité d’ammoniac et in fine de nitrate disponible pour vos plantes.
➡️Retrouvez ici le calculateur pour dimensionner votre système !
L’équilibre entre les poissons et les plantes
Le poids des poissons doit être corrélé avec le nombre de plantes dans le lit de culture, tout en sachant que les jeunes plantes ou des herbes aromatiques consomment moins de nitrates qu’un plant de tomate 🍅 à maturité.
En effet, on estime qu’un poisson adulte consomme 2% de son poids en nourriture et en fonction de ce ratio, on peut déterminer la quantité de nutriments mis à disposition des plantes 🌱.
➡️Retrouvez ici le calculateur pour doser la ration quotidienne de vos poissons !
🧑🌾 L’avis de Robin : Il est important d’anticiper les périodes de récolte et de semence/mis en culture de même que les périodes de prélèvement de la population aquatique car cela a un impact sur l’écosystème.
L’équilibre chimique
Les paramètres du système (pH, ammoniaque, nitrites et nitrates) sont à surveiller de manière régulière (hebdomadaire) afin d’anticiper et corriger toute anomalie.
- PH idéal: 6.5-7
- Ammoniaque: <0.5 mg/L
- Nitrite: <0.5 mg/L
- Nitrates: 30-80 mg/L
- L’oxygène dissous: 5-8 mg/L
- Température : 20-24°C (à adapter selon les poissons, mais il faut éviter de descendre sous les 15°C sans quoi les bactéries nitrifiantes ne travaillent plus 🥶)
L’entretient du lit de culture
L’entretien est important pour avoir un système fonctionnel et efficient. Il consiste à rajouter de l’eau pour compenser l’évaporation et s’assurer que la tuyauterie n’est pas bouchée ou obstruée. Vous devez aussi vous assurer que la pompe fonctionne bien et qu’il n’y a pas de fuite dans votre système ⛲.
👉Le système à lit de culture est aujourd’hui le plus populaire chez les particuliers pour sa simplicité d’installation et sa grande polyvalence de culture. Malgré tout, comme un potager, cela demande de l’entretien et une bonne gestion afin de maintenir son équilibre.
Pour fabriquer 🛠️votre propre système à lit de culture, visitez la page dédiée ➡️ Fabriquer son Système Aquaponique à Lit de Culture : Le Guide Étape par Étape
Si vous avez des questions ou des remarques concernant cette page n’hésitez pas à intervenir, je suis ouvert à l’amélioration du contenu 😁. J’ai également l’intention de vous montrer quelques exemples de systèmes que j’ai eu le plaisir de visiter 🕵️.
A voir aussi
FAQ
Qu’est-ce qu’un système à lit de culture en aquaponie ?
Un système à lit de culture est une méthode en aquaponie où les plantes sont cultivées dans un bac rempli de substrat (billes d’argile, gravier…). Le substrat sert à la fois de support pour les plantes et à la fois de filtre mécanique et biologique pour le développement des bactéries nitrifiantes.
Peut-on mélanger d’autres méthodes d’aquaponie avec un lit de culture ?
Bien sûr, du fait que le substrat assure le rôle de filtre biologique il est facile de coupler son système à lit de culture avec un autre système NFT, à radeau ou avec des tours verticales.
Le système à lit de culture est-il adapté à une production commerciale ?
Pas vraiment, la force du système à lit de culture, c’est sa polyvalence de culture et sa simplicité d’installation. À l’échelle commerciale, il existe d’autres systèmes plus adaptés et plus rentables.
