L’aquaponie est une méthode agricole qui suscite un fort intérêt en raison de son caractère innovant et écologique.

Innovant ? Cela ne fait pas de doute ! Écologique ? Encore faut-il le prouver…

C’est justement pour pallier le manque de recul et d’expérience dans l’évaluation des impacts environnementaux de  cette méthode de production qu’il devient essentiel d’en étudier et quantifier les performances , et ainsi démontrer ses avantages par rapport aux pratiques agricoles conventionnelles.

Dans cet article nous aborderons le positionnement de l’aquaponie sur le plan environnemental en utilisant l’ACV.

L’analyse de cycle de vie (ACV), cousine du bilan carbone est une approche couramment utilisée. Cette méthode performante permet d’évaluer les impacts environnementaux d’un produit ou d’un service, de l’extraction des matières premières jusqu’à la fin de vie (ADEME 2018).

Elle recoupe de nombreux indicateurs tels que :

• l’acidification,
• l’épuisement des ressources fossiles,
• l’eutrophisation de l’eau,
• la formation d’ozone photochimique, le changement climatique, etc.

L’ACV a été utilisée et adaptée dans de nombreuses études scientifiques pour mesurer les effets potentiels sur l’environnement de l’aquaculture^1,2, de l’hydroponie^3,4 mais aussi de la production de poissons et de plantes selon le principe de l’aquaponie^5,6,7.

Dans cet article, nous examinerons ensemble les résultats d’études ACV portant sur trois fermes aquaponiques dimensionnées par BiOPONi. Ces fermes divergent considérablement en termes d’échelle de production, de contexte et d’objectifs :

1. Une ferme pilote de 1 600 m² ;
2. Une ferme en zone tropicale de 700 m² ;
3. Une ferme à échelle commerciale s’étalant sur 8 800 m².

Cette diversité nous permettra de mettre en évidence l’impact direct de la taille d’une ferme aquaponique sur son empreinte environnementale mais aussi l’incidence variable d’autres paramètres sur le bilan final. Cependant, il est important de rappeler qu’il est délicat de comparer ces données à celles d’autres publications dans la mesure où le périmètre d’étude et le référentiel utilisés sont propres à notre cas.

La taille ça compte !

Au même titre qu’il existe une économie d’échelle dans la conception de fermes (non-linéarité des besoins en personnel, matériel, énergie, etc.), il existe également une écologie d’échelle.

Une grande ferme présente divers avantages qui favorisent une meilleure efficacité énergétique. Les équipements essentiels à l’exploitation de la ferme, tels que la recirculation, l’oxygénation, la régulation thermique et les systèmes de filtration, peuvent être optimisés pour une plus grande surface de production. Cela permet de réduire la consommation d’énergie par unité de production.

Une grande ferme peut également bénéficier d’une efficacité accrue dans la gestion de la logistique et du transport. Par exemple, une capacité de chargement accrue des véhicules ou des systèmes de distribution plus performants permettent de réduire les coûts logistiques. De même, l’acheminement du matériel et des consommables vers la ferme peut être optimisé.

Cependant, une ferme de grande taille offre également des possibilités d’automatisation et de mécanisation accrues. C’est à ce stade que l’ACV joue un rôle crucial en analysant si les économies écologiques réalisées en termes d’énergie et de logistique compensent l’investissement écologique nécessaire à l’installation d’automates en remplacement de la main-d’œuvre humaine.

Dans notre comparaison des trois fermes, la plus grande se distingue nettement des fermes de plus petite taille. Sa productivité est si élevée que, rapportée aux volumes produits, ses impacts environnementaux sont considérablement inférieurs.

Electricité & aliment : mauvais élèves de l’aquaponie

Outre cette « économie d’échelle écologique » constatée, l’analyse de tous les postes nécessaires au bon fonctionnement d’une ferme aquaponique, a mis en relief les deux éléments apportant le plus de conséquences au niveau environnemental : l’aliment aquacole et l’électricité.

Pour les novices, l’aliment aquacole contient généralement des farines et huiles de poissons issus de la pêche minotière. Ce qui implique une dépense énergétique pour :

• L’activité de pêche
• Le transport
• La transformation finale des poissons en huile ou farine.

Le recours à un aliment offrant une base alternative aux ressources halieutiques sauvages permettrait de réduire légèrement l’impact environnemental d’une ferme. Pour étudier le phénomène, nous avons analysé trois types d’aliment présentant une composition différente.

La source de production d’électricité joue également un rôle crucial dans la détermination de l’empreinte carbone d’un projet. Les émissions de gaz à effet de serre varient considérablement en fonction de la méthode utilisée pour générer l’électricité. Par exemple, si l’électricité provient principalement de sources dites « décarbonées » telles que l’énergie solaire, nucléaire, éolienne, hydraulique ou géothermique, les émissions de carbone associées à l’exploitation du projet seront considérablement réduites. En revanche, si l’électricité est produite à partir de combustibles fossiles tels que le charbon, le gaz naturel ou le pétrole, les émissions de carbone seront beaucoup plus élevées. Il est donc essentiel de tenir compte de la provenance de l’électricité lors de l’évaluation de l’empreinte carbone d’un projet, car cela peut avoir un impact significatif sur sa durabilité environnementale.

Dans notre comparaison des trois fermes, le projet tropical se distingue en produisant un tilapia consommant un aliment un peu plus respectueux de l’environnement que ses concurrents, qui produisent un poisson nécessitant un aliment plus calorique pour son élevage. Cependant, l’empreinte carbone du projet tropical est fortement impactée par le mix énergétique utilisé pour produire l’électricité, tandis que ses concurrents, situés en France métropolitaine, bénéficient d’une électricité principalement d’origine nucléaire.

Cependant, l’ajout de panneaux photovoltaïques au-dessus de la zone piscicole transforme radicalement la situation. Malgré sa taille plus réduite, la ferme tropicale présente un impact sur le changement climatique plus faible que la ferme pilote située en France hexagonal. Ce constat souligne l’importance écologique de l’utilisation de l’énergie photovoltaïque dans un contexte où le mix énergétique est particulièrement émetteur de gaz à effet de serre, indépendamment de toute considération économique.

Quel impact pour la récup’ ?

L’utilisation de matériel récupéré ou d’occasion dans une ferme ne garantit pas nécessairement une amélioration de son empreinte écologique.

Bien que la réutilisation de matériel puisse sembler bénéfique d’un point de vue environnemental, plusieurs facteurs doivent être pris en compte. Tout d’abord, la durabilité et l’efficacité du matériel récupéré doivent être évaluées. Si le matériel est obsolète, inefficace ou nécessite une réparation fréquente, cela peut entraîner une consommation d’énergie supplémentaire et des impacts environnementaux négatifs.

De plus, l’utilisation de matériel récupéré peut limiter les opportunités d’innovation et de modernisation de la ferme, ce qui pourrait réduire son efficacité énergétique globale.

Par conséquent, il est important d’évaluer attentivement les avantages et les inconvénients de l’utilisation de matériel récupéré dans une ferme afin de déterminer si cela contribue réellement à une amélioration de son empreinte écologique.

En conclusion, l’aquaponie offre un potentiel prometteur en tant que méthode agricole innovante, mais pour garantir son impact écologique positif, il est essentiel de quantifier les performances et de prendre en compte des éléments clés tels que l’alimentation aquacole, la source d’électricité ou l’utilisation d’un matériel plutôt qu’un autre. Les données et graphiques exposés doivent être remis en perspective car la moindre modification de contexte ou d’hypothèse est susceptible d’influencer le résultat global de l’ACV. Tout comme chaque filière doit être comparée en utilisant le même cadre de référence, il sera nécessaire, à l’avenir, d’établir un référentiel spécifique à l’aquaponie afin de pouvoir comparer les différentes fermes entre elles. Cependant, il est important de souligner que ce référentiel ne pourra jamais permettre une comparaison directe de l’impact d’une ferme aquaponique par rapport à une ferme aquacole ou hydroponique. Les systèmes aquaponiques sont intrinsèquement différents de ces autres méthodes de culture, et leur évaluation environnementale doit tenir compte de leurs particularités uniques.

Bibliographie :

¹ (Pelletier et al. 2009),

² (Samuel-Fitwi et al. 2013)

³ (Barbosa et al. 2015)

⁴ (Delaide et al. 2016)

⁵ (Greenfeld et al. 2022)

⁶ (Boxman et al. 2017)

⁷ (Cohen et al. 2018)

⁸ (Papatryphon et al. 2004)

⁹ (Wilfart et al. 2023)

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