L’oxygène est le paramètre qui limite la densité de stockage dans chaque système d’aquaculture intensive. Les poissons et les crevettes peuvent tolérer une gamme de températures, de valeurs de pH et de salinités, mais ils ne peuvent pas tolérer une faible concentration d’oxygène dissous (OD) pendant longtemps, et les conséquences se manifestent d’abord par une réduction de l’apport alimentaire et ensuite par la mortalité. La surveillance en temps réel de l’OD avec un contrôle automatique de l’aération est ce qui distingue une ferme capable de réagir à une baisse d’oxygène de celle qui ne s’en rend compte que lors de l’alimentation matinale.
Le État des pêches et de l’aquaculture dans le monde 2024 de la FAO a estimé la production aquacole mondiale à 130,9 millions de tonnes en 2022 — dont 94,4 millions de tonnes d’animaux aquatiques d’élevage — la première année où les animaux aquatiques d’élevage ont dépassé la production de la pêche de capture. Cette croissance s’est concentrée dans des systèmes intensifs, et c’est dans ces systèmes que le contrôle de l’OD est rentable.
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Comprendre les exigences en matière d’oxygène dissous
Différentes espèces tolèrent différents niveaux d’oxygène, et les points de consigne de contrôle doivent suivre les espèces plutôt qu’une règle générique :
Seuils d’OD spécifiques aux espèces :
– Salmonidés (eaux froides) : 7–10 mg/L optimal, 4 mg/L minimum
– Tilapia (eaux chaudes) : 4–6 mg/L optimal, 2 mg/L minimum
– Crevettes (eaux saumâtres) : 3–5 mg/L optimal, 1,5 mg/L minimum
– Poissons-chat : 3–5 mg/L optimal, 1 mg/L minimum
En dessous du minimum, la première réponse est comportementale et métabolique : les poissons cessent de se nourrir, et la performance de croissance se dégrade bien avant l’apparition d’une mortalité visible. La récupération après une période prolongée de faible oxygène est lente, c’est pourquoi les points d’alarme sont généralement fixés au-dessus du seuil de survie plutôt qu’à celui-ci.
Les transmetteurs d’oxygène dissous ChiMay utilisent une technologie de capteur polarographique ou luminescente et maintiennent une précision dans ces plages, de sorte que la même stratégie de contrôle peut être appliquée aux espèces d’eaux froides et chaudes avec différents points de consigne.
Comparaison des technologies de surveillance
| Technologie de capteur | Temps de réponse | Précision à faible OD | Intervalle de maintenance | Durée de vie typique |
|---|---|---|---|---|
| Polarographique | 30–60 secondes | ±0,1 mg/L | 7–14 jours | 6–12 mois |
| Galvanique | 15–30 secondes | ±0,15 mg/L | 14–30 jours | 12–24 mois |
| Optique (luminescent) | 5–10 secondes | ±0,05 mg/L | 90–180 jours | 24–36 mois |
| Vérification ponctuelle galvanique | Immédiat | ±0,2 mg/L | Par mesure | Dépendant de l’électrode |
Les capteurs optiques (luminescents) sont le choix habituel pour les espèces à forte valeur telles que le saumon, où un événement manqué est coûteux, car ils dérivent lentement, n’ont pas besoin de membrane ou d’électrolyte, et conservent leur calibration pendant des mois. Les capteurs galvanique restent rentables pour les opérations de tilapia et de poissons-chat où la bande de précision acceptable est plus large et où la main-d’œuvre de maintenance est disponible.
Optimisation de l’énergie par la surveillance continue
L’aération est généralement la plus grande charge électrique unique d’une ferme intensive, et une opération basée sur un minuteur gaspille une partie de celle-ci : la demande en oxygène du bassin ou de la cage suit l’alimentation, la température et l’activité algale, et non l’horloge. Faire fonctionner les aérateurs selon un emploi du temps signifie sur-aérer à des moments de forte production naturelle et sous-aérer à l’aube, lorsque l’OD est généralement à son plus bas.
La mesure continue de l’OD boucle le circuit, de sorte que l’aération fonctionne lorsque l’oxygène a réellement besoin d’être complété :
- Consommation d’énergie d’aération réduite, puisque l’aération suit la demande plutôt qu’un minuteur
- Disponibilité d’oxygène plus constante, ce qui se traduit par une conversion alimentaire, car les poissons se nourrissent de manière constante lorsque l’OD est adéquat
- Moins d’événements de maladies liées au stress, puisque le stress lié à l’oxygène est un déclencheur connu
Stratégies de surveillance multi-points
Les grandes opérations bénéficient de réseaux de surveillance spatiale, car l’oxygène n’est pas uniforme au sein d’une unité de production. Par temps calme, la stratification peut créer des gradients verticaux d’OD de plusieurs mg/L sur quelques mètres, la couche inférieure atteignant des concentrations qui seraient critiques si l’eau se mélangeait soudainement. Un seul capteur de surface ne verra pas cela.
Les systèmes multi-paramètres ChiMay combinent l’OD avec la température, la salinité et la mesure de profondeur pour rapporter le pourcentage de saturation en oxygène plutôt que seulement la concentration, ce qui détermine réellement l’échange de gaz et la tolérance des espèces.
Un modèle de déploiement pratique
Les fermes qui passent à un contrôle continu de l’OD ont tendance à suivre la même séquence, quelle que soit l’espèce. Les capteurs sont installés aux points où l’oxygène est consommé le plus rapidement — près du fond d’une cage, ou à la sortie d’un canal — et sur la tête d’aération, afin que la boucle de contrôle puisse voir à la fois la demande et la réponse. Les niveaux d’alarme sont fixés à partir des seuils d’espèces ci-dessus, avec un niveau d’avertissement qui déclenche une aération supplémentaire, un niveau critique qui démarre des aérateurs de secours et alerte un opérateur, et un niveau d’urgence qui interrompt l’alimentation et active l’aération d’urgence.
Le bio-encrassement est la contrainte pratique sur les réseaux multi-points. Les capteurs optiques s’encrassent plus lentement que les types à membrane, et les cycles de nettoyage automatiques maintiennent la mesure fiable sans mettre un plongeur dans l’eau. L’économie se révèle par la réduction de l’aération d’urgence plutôt que par les économies de maintenance instrumentale : le coût d’un événement de déplétion d’oxygène est généralement bien plus élevé que le coût du réseau de surveillance qui l’aurait détecté.
Systèmes d’alarme et de réponse
Les seuils critiques d’OD nécessitent une réponse automatisée, pas seulement une notification :
Protocole d’alarme par niveaux :
1. Avertissement (par exemple 5 mg/L pour le saumon) : augmenter la sortie d’aération
2. Critique (par exemple 4 mg/L) : démarrer les aérateurs de secours, alerter les opérateurs
3. Urgent (par exemple 3 mg/L) : aération d’urgence, interruption automatique de l’alimentation, notification de contact d’urgence
L’intégration avec les plateformes IoT permet une surveillance à distance et des alertes SMS/email, de sorte qu’un gestionnaire hors site puisse réagir pendant la nuit. La valeur ici réside principalement dans le temps de réponse entre la première alarme et la première action corrective, ce qui détermine si l’événement coûte de l’argent.
