Prof. M.H. Jijakli
Gembloux Agro-Bio Tech, Université de Liège
mh.jijakli@uliege.be
Smart Aquaponics

Contenu
1. Qu’est-ce que l’aquaponie ?
2. Exemples de projets existants
3. Les défis de l’aquaponie
4. Smart Aquaponics
5. Un nouvel outil à Gembloux

Contenu
1. Qu’est-ce que l’aquaponie ?
2. Exemples de projets existants
3. Les défis de l’aquaponie
4. Smart Aquaponics
5. Un nouvel outil à Gembloux

Concept de « Planetary Boundaries »
Rockström et al., 2009
Le concept des 9 limites planétaires

Les défis
futurs
• 9,6 milliards d’habitants en 2050
• 75% vivront dans les villes
• 66% de surface agricole en moins en 100 ans
• Diminution des ressources naturelles
Comment nourrir le
monde en 2050 ?
• Crises et scandales alimentaires
• Citoyens désireux d’aliments sains
• Résilience alimentaire et parcours des aliments
• Génération Z
Comment s’adapter
pour répondre aux
défis alimentaires
actuels et futurs ?
Les défis
actuels
Les défis de l’agriculture
Nourrir sans épuiser les ressources foncières et
biochimiques de notre planète tout en faisant face aux
aléas climatiques grandissants et en regagnant la
confiance des consommateurs

Emergence de nouveaux modes de
production
• l’optimisation de l’utilisation des
ressources
• l’intégration dans leur cycle des
déchets et excédents
• la préservation voire la restauration
de la biodiversité
• la mise en place de production
locale
• Une relocalisation de la production est
observée en milieu urbain et périurbain

aquaculture recirculée + hydroponie
Diminution de l’impact
environnemental
Interactions
Poissons
microorganismes
plantes
Figure issue de Delaide B., Goddek S., …, Jijakli H., 2015.
Aquaculture Engineering
Aquaponie: un nouveau mode de production

Aquaponie: un nouveau mode de production

Aquaponie: un nouveau mode de production
Quantité d’eau requise pour produire 1 kg de
tomates

Besoin des tomates
en hydroponie :
1500 kg N /ha x an
300 kg P /ha x an
320 kg S /ha x an
2000 kg K /ha x an
900 kg Ca /ha x an
200 kg Mg /ha x an
Aquaponie: un nouveau mode de production
• Consommation réduite d’eau pour les plantes et
les poissons ( 300 à 500 litres en RAS vs 190 000
litres en eau courante)
• L’eau aquacole devient une matière valorisable
au lieu d’être un déchet (normalement l’eau
aquacole doit être traitée en station d’épuration)
• La production de plantes n’utilise plus ou moins
d’intrants chimiques (fertilisants)

Aquaponie: un nouveau mode de production
Les composantes du système

Aquaponie: un nouveau mode de production
Les protagonistes
Les bactéries nitrifiantes
(Nitrosomas et Nitrobacter)
convertissent l’ammoniac
(NH3 et NH4+) en nitrites
(NO2) puis en nitrates (NO3)

Contenu
1. Qu’est-ce que l’aquaponie ?
2. Exemples de projets existants
3. Les défis de l’aquaponie
4. Smart Aquaponics
5. Un nouvel outil à Gembloux

Aquaponie: Usage privé
INDOOR

Aquaponie: Usage privé
Aquaponie de jardin

Aquaponie: Usage pédagogique
PTI Kortrijk

Goutte à goutte
DWC
Table à marée
NFT
Aquaponie: Usage pédagogique

Aquaponie: Usage pédagogique

Aquaponie: Usage social
Will Allen

Aquaponie: Usage communautaire
PAFF BOX
Plant and fish farming
Production sur un an :
- Serre froide : 60 kg de poissons et 140 kg de légumes
- Serre chaude : 100 kg de poissons et 200 kg de légumes

Aquaponie: Usage communautaire

Aquaponie: Horeca

Aquaponie: Epicerie
Projet réalisé à
l'Usine - Uccle

Aquaponie: HORECA/Bureaux
Site de Tour et Taxis

Aquaponie: Production
Ferme de l’abattoir
(Bigh/foodmet)

Aquaponie: Production
Greenhouse 250m²
Annual production volume 5 tons of vegetables, 850kg of fish
ECF Farmsystems GmbH

Aquaponie: Production

Contenu
1. Qu’est-ce que l’aquaponie ?
2. Exemples de projets existants
3. Les défis de l’aquaponie
4. Smart Aquaponics
5. Un nouvel outil à Gembloux

Contenu
1. Qu’est-ce que l’aquaponie ?
2. Exemples de projets existants
3. Les défis de l’aquaponie
a. Recherche
b. Développement
4. Smart Aquaponics
5. Un nouvel outil à Gembloux

Défis de la recherche
Rôles dans la protection et la
nutrition des plantes
Identification de la
biodiversité des micro-
organismes

Aliment
Alimentation des
poissons mieux
adaptée aux plantes
Défis de la recherche
Recherche d’aliments préservant
les ressources naturelles

Pi = H3PO4, H2PO4
-, HPO4
2-, PO4
3-
Aliment
Recyclage phosphore évacué
dans boues
Augmenter la
concentration en Pi
Défis de la recherche

Bio-Digesteur
Boues
Bassin à
poissons
PuisardBiofiltre Pompe Lit de culture
hydroponique
Filtre
mécanique
Lixiviat
 Réinsertion lixiviat riche en Pi et métabolites de biocontrôle
 Biolixiviation
Défis de la recherche

Aliment
Validation d’une
production écologique
Défis de la recherche
Analyse du cycle de vie
Ne pas nier la problématique énergétique

-Hydrologie
-Filtration
-Mesures
chimiques
-Manipulation,
dosage
-Semences et germination
-Besoins nutritifs
-Gestion des ravageurs
-Exigences
environnementales
-Substrat de croissance
-Alimentation
-Déjections
-Exigences
environn.
-Bien-être
-Croissance
- La T°C de l’eau
- Le pH
- Oxygène dissout
- Concentration en Nitrates
- Concentration en ammoniaque
et en ions ammoniums
1. Connaissances multidisciplinaires
Défis du développement

2. Systèmes complexes et variés
Défis du développement

3. Système biologique complexe
Défis du développement

Comment stimuler l’adoption de
l’aquaponie par le plus grand nombre ?

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1. Qu’est-ce que l’aquaponie ?
2. Exemples de projets existants
3. Les défis de l’aquaponie
4. Smart Aquaponics
5. Un nouvel outil à Gembloux

Smart Aquaponics
Développement
d’outils de
formation et
gestion intelligents

• Un outil de formation (Smart Gaming), composé d’un jeu
(PC et smartphone) et de modules de cours théoriques ;
• Un outil d’aide à la décision simulant des systèmes
aquaponiques fictifs. La simulation estimera les
rendements et la stabilité des systèmes et permettra d’en
affiner la conception ;
• Un outil de monitoring des systèmes aquaponiques. Où
qu’il soit, l’utilisateur pourra suivre l’état du système, mais
aussi anticiper les problèmes potentiels.
Les objectifs

Les étapes du projet
- Sélection et mise en place de capteurs dans différents systèmes aquaponiques
- Et développement d’un modèle informatique qui prédit l’évolution des systèmes
aquaponiques

- Mise en place d’une chaine d’acquisition de données (connexion des capteurs au
cloud et gestion de ces données
- Interaction avec le modèle
Les étapes du projet

- Equipement en sondes et test du modèle sur les systèmes aquaponiques
pilotes des partenaires publiques
- Validation chez nos partenaires privés (Atelier Bossimé, Aqua4C)
Les étapes du projet

Les étapes du projet
- une interface d’utilisation moderne et conviviale

Les étapes du projet
Diffusion de nos activités et des
résultats pour les publics visés
(enseignement, communauté
urbaine et professionnel)

Plus d’infos ?
http://www.smart-aquaponics.com/

Contenu
1. Qu’est-ce que l’aquaponie ?
2. Exemples de projets existants
3. Les défis de l’aquaponie
4. Smart Aquaponics
5. Un nouvel outil à Gembloux

Outil unique en Europe mettant en œuvre l’ensemble des
systèmes innovants de production en agriculture urbaine,
périurbaine et biodiversité sur un site de 5 ha
Plateforme AUBIER :
Agriculture Urbaine et Biodiversité pour l’Innovation,
l’Enseignement et la Recherche

Plateforme AUBIER
Aquaponie
2012
Aquaponie sur
400 m2
sept. 2018
Containers pour
la production
d’insectes
comestibles et
phytomolécules
médicales
Serre
Urbaine en
toiture 2019
Permaculture,
agroforesterie
maraichère, SPIN
2019

Plateforme AUBIER
Friche
dirigée
2019
Bandes fleuries,
Biodiversité végétale
2019
Jardin de pluies
auditoire plein air
2019 - 2020
Infrastructures
vertes
2016
Toitures
végétales
analogues
2017

Plateforme AUBIER
Verger
2020
Sentier
didactique
2020

Merci
http://www.smart-aquaponics.com/