Les fermes piscicoles se déplacent à terre | Organisation technologique

La pisciculture terrestre offre de nombreux avantages tant pour les poissons que pour l’environnement. Dans les fermes offshore traditionnelles, les poissons sont vulnérables aux infestations de pou du poisson et aux maladies infectieuses. Les systèmes aquacoles terrestres modernes sont en mesure d’offrir des produits de la pêche locaux dans les pays enclavés.

Afin de promouvoir une pisciculture terrestre plus répandue, les chercheurs utilisent la collaboration internationale, l’intelligence artificielle et des approches analytiques avancées.

« La Norvège a beaucoup d’expérience dans l’aquaculture terrestre dans la mesure où une grande partie des saumoneaux vivant maintenant dans des enclos en filet norvégiens sont nés et ont grandi dans de telles installations », explique Roman Netzer, chercheur scientifique principal au SINTEF.

« Les connaissances que la Norvège a générées dans le domaine de la salmoniculture terrestre dans des systèmes d’aquaculture en recirculation (RAS) de pointe au cours des 20 dernières années ont été très attrayantes au niveau international, en particulier en ce qui concerne l’élevage d’autres espèces. . Les installations terrestres fermées de ce type dans lesquelles l’eau est recirculée permettent de produire du poisson presque n’importe où, et surtout à proximité du marché », dit-il.

L’installation Fresh Cooperation en Allemagne en est un exemple, qui produit du poisson pour des clients locaux d’Europe centrale dans des installations dites « zéro échange d’eau » (RAS), qui fonctionnent à l’électricité provenant de sources renouvelables et utilisent des aliments durables et exempts de composants de poisson sauvage. Ce type de système de production est donc non seulement respectueux de l’environnement mais contribue également à la conservation des populations de poissons sauvages. Aujourd’hui, alors que de grands volumes de poissons sont transportés par voie aérienne sur de grandes distances, les installations RAS offrent une alternative durable.

Cependant, la pisciculture terrestre n’est pas exempte de défis. Le secteur souffre de mortalités massives et de chair de poisson teintée d’un goût terreux car les conditions biologiques dans les installations terrestres sont difficiles à contrôler et les très jeunes poissons sont sensibles à la mauvaise qualité de l’eau. Dans le pire des cas, plusieurs milliers de saumoneaux peuvent mourir relativement soudainement, ce qui peut entraîner des pertes importantes si l’on considère le profit qui pourrait être généré par la vente de saumons adultes.

La recherche stimule le développement

Le secteur international de l’assurance demande aux opérateurs de redoubler d’efforts pour atténuer les problèmes résultant des conditions biologiques de l’eau. C’est pourquoi un nouveau projet de recherche européen, baptisé DigiRAS, tente actuellement de relever un certain nombre de défis liés à la pisciculture terrestre. Le projet est coordonné par SINTEF Ocean et implique la participation de onze partenaires de recherche de cinq pays différents. La Norvège est représentée par les partenaires de recherche de l’Université norvégienne des sciences de la vie (NMBU), le centre de recherche en aquaculture LetSea, le fournisseur de technologie AKVA Group et SINTEF.

« Le projet examinera de près l’élevage dans les installations RAS de cinq espèces de poissons », explique Netzer. « Le consortium international du projet a l’intention d’étudier les communautés microbiennes habitant à la fois les poissons et dans l’eau des installations. L’objectif est de concevoir des stratégies pour améliorer la qualité de l’eau, développer des capteurs et étudier le bien-être des poissons à l’aide de systèmes de caméras et d’intelligence artificielle », dit-il.

Microbiologie exigeante

Un défi majeur lié aux installations RAS terrestres aujourd’hui est le contrôle adéquat des conditions microbiennes et de la qualité chimique de l’eau. Des variations importantes peuvent également survenir au sein d’une même installation. Un certain nombre de composants physiques différents sont également impliqués, tels que des filtres mécaniques, des biofiltres, des dégazeurs pour l’élimination du CO₂, et les « réservoirs » dans lesquels les poissons sont élevés.

« C’est pourquoi un traitement efficace de l’eau et des conditions microbiologiques stables sont essentiels à une production responsable et durable à partir de telles installations », explique Netzer.

Dans le cadre du projet, les communautés microbiennes à la fois dans les installations RAS et celles qui habitent la peau et les branchies du saumon, de l’omble chevalier, de la brème, du bar européen et de la sériole seront étudiées à l’aide de la technologie de séquençage génétique de prochaine et troisième génération.

Les partenaires industriels du projet LetSea, Norwegian Fish Farms Tydal AS, Fresh Cooperation et Andromeda Group fournissent le poisson à utiliser dans le projet de recherche et fournissent l’infrastructure de leur ferme piscicole.

« Notre objectif est d’identifier les espèces de bactéries qui sont importantes pour maintenir une qualité d’eau adéquate, et en même temps celles qui peuvent représenter une menace pour la santé des poissons », explique Netzer. « Ce travail est dirigé par mon collègue du SINTEF Deni Ribičić, expert en cartographie des communautés microbiennes dans les milieux aquatiques.

Ribičić travaille en étroite collaboration avec des chercheurs de l’Université de Bielefeld en Allemagne, qui offre une expertise spécialisée dans la technologie de séquençage et la bioinformatique », ajoute-t-il.

L’IA et la vision artificielle détectent les maladies et la contamination de l’eau

Le risque de mortalité massive est très élevé dans les installations d’élevage en eau de mer. En effet, l’eau de mer contient du sulfate, à partir duquel le sulfure d’hydrogène hautement toxique (H₂S) peut être formé par l’activité de certaines bactéries que l’on trouve couramment à l’état naturel dans l’eau et les biofilms. Le nombre et les niveaux d’activité de ces bactéries seront analysés à l’aide de méthodes de biologie moléculaire telles que les réactions en chaîne par polymérase (PCR) quantitatives et numériques en temps réel.

« H₂Le S, ou sulfure d’hydrogène, a été mis en évidence à plusieurs reprises comme la cause de nombreux décès dans les installations RAS », explique Netzer. « Cela se produit parce que nous n’avons actuellement aucune méthode analytique pour identifier H₂S avant que les poissons ne présentent des signes évidents d’intoxication, à ce moment-là, il est généralement trop tard pour les sauver », explique Roman Netzer.

« Donc, un objectif clé de ce projet est de concevoir une méthode qui peut surveiller la formation de toxines en développant un capteur portable qui facilite la précision H₂S analyses, même de concentrations ultra-faibles, basées sur la technologie des nanomatériaux. Ce travail est dirigé par nos collègues chercheurs portugais de l’INL à Braga », précise le chercheur.

Le projet utilisera également des systèmes de caméras sous-marines pour surveiller le comportement des poissons. L’inconfort et le stress amèneront généralement le poisson à modifier son comportement sous la forme de différents schémas de nage, ou d’écarts dans les fréquences des battements des branchies et/ou de la queue.

« Mon collègue de recherche Bjarne Kvæstad a construit un système de caméra sous-marine pour surveiller le comportement des poissons », explique Netzer. « En utilisant l’intelligence artificielle, nous espérons identifier les premiers signes d’un changement de comportement en réponse à la détérioration des conditions environnementales », dit-il.

L’objectif est de développer un système d’alerte précoce qui envoie une alerte en réponse aux changements de qualité de l’eau avant que les poissons ne soient blessés. Les chercheurs espèrent que l’intelligence artificielle leur permettra de voir à un stade précoce si les poissons souffrent d’inconfort dû à des causes telles que la toxicité des sulfures. Des algorithmes similaires ont déjà été développés et testés dans des enclos à saumon traditionnels et seront désormais utilisés pour surveiller les poissons dans les installations RAS fermées.