Comment cycler un système aquaponique ?

L’aquaponie est le système de choix pour les agriculteurs ou les amateurs qui souhaitent une forme d’agriculture efficace, durable et rentable. Dans cette méthode de production alimentaire, vous intégrerez l’aquaculture (élevage de poissons) et l’hydroponie (culture hors-sol) pour le recyclage des nutriments et la gestion des déchets. Si vous êtes un débutant, vous vous demandez peut-être maintenant comment faire fonctionner votre système aquaponique.

Voici les étapes pour cycler votre système aquaponique :

Installez et faites fonctionner votre unité aquaponique.
Ajoutez de l’ammoniac dans le système.
Ajoutez des plantes et des poissons au système.
Accélérez le processus de cyclage.

Un bon cycle du système contribue à la réussite d’une unité aquaponique. La suite de l’article traite de la manière idéale de cycler un système aquaponique pour obtenir les meilleurs résultats. Mais, avant d’entrer dans le vif du sujet, comprenons d’abord en quoi consiste ce processus.

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Que signifie cycler un système aquaponique ?

Cycler un système aquaponique signifie introduire et faire croître une colonie bactérienne lors de la mise en place d’une unité. L’aquaponie est une forme d’agriculture intégrée impliquant des plantes et des poissons. Les bactéries comblent donc le fossé entre les macro-organismes en transformant les déchets de poissons en formes bénéfiques pour les plantes.

La colonie bactérienne agit comme un biofiltre dans toute unité aquaponique. Ainsi, elles effectuent une filtration biologique de l’ammoniac présent dans les déchets de poissons car son accumulation est toxique pour les poissons. Ensuite, les bactéries transforment ces déchets en nitrates, moins nocifs, qui constituent une bonne source de nutriments pour les plantes du système.

Ce processus implique la conversion de l’azote en différentes formes. Par conséquent, nous pouvons également parler de cycle du système pour maintenir le cycle de l’azote. Et il est crucial de surveiller les niveaux de ces composés azotés pour s’assurer qu’ils se situent dans la fourchette recommandée.

Le cycle du système peut être un processus lent, car la construction de la colonie bactérienne prend jusqu’à six semaines. De plus, le processus implique l’ajout continu d’une source d’ammoniac pour nourrir les bactéries nitrifiantes. La patience est donc primordiale, surtout pour les débutants qui souhaitent obtenir des résultats immédiats avec leur unité aquaponique.
Cela dit, examinons en détail le processus de cycle du système dans une unité aquaponique.

1. Installer et faire fonctionner le système aquaponique

Avant de faire fonctionner votre système aquaponique, vous devez vous assurer qu’il est bien installé et qu’il fonctionne. Par conséquent, si c’est votre première fois, la mise en place de votre unité est la première et la plus cruciale des étapes de ce processus. De plus, la disposition de votre unité dépendra du type de système que vous préférez.

Quel que soit le type de système aquaponique que vous choisirez d’établir, votre unité doit avoir ces composants essentiels :

Un réservoir à poissons – qui abrite votre stock de poissons
Un lit de culture – où vous faites pousser les plantes
Une pompe à eau : elle permet de faire circuler l’eau dans le système.

Mais vous aurez besoin de composants supplémentaires dans votre aménagement, notamment des filtres mécaniques, des pompes à air, des canaux, du substrat ou des dispositifs d’aération, en fonction des exigences spécifiques de votre système. Par conséquent, assemblez-les pour mettre en place votre unité après vous être assuré que vous disposez de tous les matériaux.

Une fois le processus d’installation terminé, remplissez le système d’eau et laissez-le toute la nuit pour vérifier l’absence de fuites. Si c’est le cas, identifiez la source de la fuite et réparez-la en conséquence. Après avoir déterminé que l’écoulement de l’eau est correct, mettez la pompe à eau en marche et laissez-la faire fonctionner le système pendant environ deux à trois jours.

Si vous utilisez de l’eau du robinet, le fait de laisser la pompe faire fonctionner le système pendant cette période permettra de dissiper tout chlore présent dans l’eau. Testez également les paramètres de l’eau, notamment le pH et la température, pour vous assurer qu’ils correspondent aux exigences environnementales des organismes (poissons, plantes et bactéries) que vous comptez introduire dans votre système. Mais il n’est pas conseillé d’introduire vos poissons ou vos plantes dans votre unité à ce stade.

Pour tester les paramètres de votre système aquaponique, je vous recommande d’acheter un kit d’analyse d’Aquarium Pharmaceuticals Inc. (API) comme le kit d’analyse principal pour eau douce API (disponible sur Amazon.com). Il s’agit d’un kit tout compris contenant des solutions d’essai spécifiques pour mesurer les niveaux de pH et la quantité de différents composés azotés dans un système, notamment l’ammoniac, les nitrites et les nitrates. Il est également abordable, facile à utiliser et idéal pour l’aquaponie.

Lorsque vous êtes satisfait de votre système et de son fonctionnement, il est temps de commencer à le cycler !

2. Ajoutez de l’ammoniac dans le système

Comme je l’ai mentionné précédemment, le cycle du système consiste à introduire et à construire une colonie bactérienne dans votre unité aquaponique. Comme les bactéries se nourrissent d’ammoniac, vous devez d’abord introduire ce composé azoté dans votre système pour attirer les bactéries nitrifiantes et faciliter le processus de nitrification. Mais ce processus implique deux étapes et deux types de bactéries pour la conversion complète des déchets de poisson (ammoniac) en nitrates (engrais pour les plantes).

La nitrification nécessite une forte concentration d’oxygène car les bactéries nitrifiantes décomposent l’ammoniac pour libérer de l’azote. Ensuite, l’azote doit se combiner avec l’oxygène pour former des nitrites (première étape). Votre système a donc besoin d’une source suffisante d’oxygène, soit par une pompe à air, soit par des dispositifs d’aération (pierres à air).

Le premier type de bactéries que l’ammoniac attire est le Nitrosomonas, qui transforme l’ammoniac en nitrites. Les nitrosomonas sont des bactéries oxydant l’ammoniac que l’on trouve naturellement dans l’atmosphère, sur terre ou dans l’eau. Ainsi, dès que vous ajoutez une source d’ammoniac dans votre unité, les bactéries nitrifiantes vont habiter le système et commencer à former une colonie en 5 à 7 jours.

Vous devez ensuite ajouter continuellement de l’ammoniac à votre système pour que les bactéries nitrifiantes soient bien nourris et que la colonie se développe. Cependant, vous devez faire attention à ne pas dépasser les niveaux recommandés, car cela nuirait à la colonie. Les bactéries se nourrissent de l’ammoniac et le transforment en nitrites dans les 5 à 7 jours qui suivent.

Lorsque le taux de nitrites augmente dans votre système, cela attire le deuxième type de bactéries nitrifiantes, les nitrospira. Ce sont des bactéries oxydant les nitrites qui convertissent les nitrites en nitrates. Ainsi, une fois qu’elles se seront installées dans votre système et auront commencé à former une colonie, les niveaux de nitrites finiront par baisser.

Dans les 25 à 40 jours qui suivent, les bactéries oxydant les nitrites convertissent complètement les nitrites en nitrates, marquant ainsi la fin du cycle de l’azote. Ainsi, lorsque vous testez les paramètres de votre unité et que vous constatez des niveaux élevés de nitrates, cela signifie que votre système comporte une colonie viable (bio filtre). Toutefois, cette durée peut varier, en fonction de certains facteurs, notamment les conditions environnementales, le type de source d’ammoniac et la qualité de l’eau.

La température de l’eau, par exemple, est un facteur déterminant du temps nécessaire à la multiplication d’une colonie bactérienne. La plage de température idéale pour la croissance bactérienne est de 24 °C à 26 °C. Par conséquent, une température de l’eau supérieure à cette limite ralentira l’alimentation et la multiplication des bactéries. Veillez également à ce que la température se situe entre 21 °C et 24 °C une fois le processus de recyclage terminé, car il s’agit de la meilleure plage pour le développement des plantes et des poissons.

L’acclimatation des poissons

La plupart des agriculteurs commerciaux et expérimentés en aquaponie préfèrent cette méthode, car ils connaissent bien les paramètres recommandés. Le cycle des poissons consiste donc à introduire des poissons sacrifiés (ils peuvent mourir au cours du processus) dans votre système pour produire des déchets contenant de l’ammoniac. Le poisson rouge est la race de poisson à privilégier pour initier le cycle, car il est bon marché et tolérant aux fortes concentrations d’ammoniac.

Avant d’ajouter des poissons dans l’aquarium, assurez-vous que les conditions sont idéales pour leur croissance. Ainsi, le pH doit être inférieur à 7,5, tandis que les taux d’ammoniac, de nitrites et de nitrates sont nuls. En outre, vous devrez acclimater les poissons à leur nouvel environnement quelques jours avant de les introduire dans le système.

Pour acclimater les poissons, suivez les étapes ci-dessous :

Transportez les poissons dans des récipients contenant l’eau d’origine afin de minimiser le stress.
Placez les sacs de transport scellés (contenant les poissons) dans l’eau d’élevage pendant environ 15 minutes afin de familiariser vos poissons avec la température du nouvel environnement.
Ajoutez lentement de l’eau de culture dans l’eau de transport pendant 15 minutes supplémentaires.
Laissez les poissons dans un petit réservoir aéré contenant l’eau d’origine pendant une journée. Ensuite, ajoutez lentement la nouvelle eau à l’eau d’origine, en veillant à ce que la différence de pH entre les deux ne soit pas supérieure à 0,5.
Ajoutez les poissons dans l’aquarium de l’unité aquaponique.

Lorsque vous ajoutez des poissons dans le système, la pompe à air ou les dispositifs d’aération doivent déjà être en place pour fournir suffisamment d’oxygène. Ensuite, il n’est pas nécessaire de nourrir les poissons au cours des premiers jours pour éviter une augmentation soudaine de l’ammoniac dans le système. Vous pouvez donc les nourrir légèrement au bout de 2 ou 3 jours après vous être assuré qu’ils sont maintenant bien acclimatés à leur nouvel environnement.

Les aliments pour poissons et l’eau contenue dans l’aquarium seront la principale source de déchets azotés dans le système. Par conséquent, le type de régime que vous choisirez pour vos poissons déterminera le type de déchets qu’ils produiront. De plus, comme certains aliments ne sont pas consommés, ils se décomposent dans l’eau et s’ajoutent aux déchets des poissons.

Le niveau d’ammoniaque dans l’eau commencera à augmenter lorsque les poissons commenceront à se nourrir et à produire des déchets. Par conséquent, à l’aide de votre kit de test, mesurez le niveau d’ammoniaque dans votre système après 10 à 15 jours. Si vous utilisez le kit principal d’eau douce API, la bandelette d’ammoniaque deviendra vert foncé, indiquant une concentration élevée d’ammoniaque dans le système.

La présence d’ammoniac dans votre unité aquaponique indique le début du processus de cyclage. Cependant, le niveau d’ammoniaque ne doit pas dépasser 3,0 ppm, ce qui est toxique pour les poissons. Par conséquent, vous pouvez maintenant attendre que les bactéries nitrifiantes habitent votre système ou introduire une “graine” bactérienne pour initier la croissance d’une colonie bactérienne.

Après cela, vous devez effectuer des contrôles quotidiens des paramètres de votre système pour déterminer si la nitrification se produit. Soyez donc bien informé sur les niveaux optimaux d’ammoniac, de nitrites et de nitrates à prévoir à chaque étape. Surveillez également vos poissons et changez l’eau fréquemment.

Si une colonie de bactéries a commencé à se former, les bactéries nitrifiantes commenceront à convertir l’ammoniac en nitrites. Par conséquent, la bande de nitrites apparaîtra en violet foncé tandis que la bande d’ammoniac sera vert clair. Cela indique donc que la concentration d’ammoniac diminue alors que celle des nitrites augmente.

Après quelques semaines, les niveaux de nitrites commenceront à diminuer alors que la concentration de nitrates augmentera. Ainsi, la bande de nitrites sera d’un violet pâle, tandis que la bande de nitrates passera du jaune à l’orange, puis au rouge clair. Cela indique que le processus de cyclage (et de nitrification) est terminé.

Cycler le système sans poissons

Si vous ne voulez pas subir le stress et l’agitation de l’acclimatation des poissons à un nouvel environnement (et en perdre certains), optez pour l’alternative sans poissons. Le cycle sans poissons est actuellement une méthode très prisée pour introduire de l’ammoniac dans un système, car elle est plus rapide. De plus, vous n’avez pas à vous soucier de faire grimper les niveaux d’ammoniac, de nitrites ou de nitrates.

Le cycle sans poissons consiste à obtenir de l’ammoniac à partir d’autres sources (en dehors des poissons). L’ammoniac attire alors les bactéries nitrifiantes dans le système pour lancer le processus de nitrification. Le cycle sans poissons prend environ trois à six semaines lorsque la température se situe entre 24°C et 30°C.

Parmi les sources d’ammoniac, on retrouve :

De l’ammoniac liquide pur – avec une teneur de 5 à 10 % d’ammoniac dans l’eau. Assurez-vous que l’ammoniac que vous achetez ne contient pas de parfum, de détergents ou de tensioactifs. Ces additifs pourraient être toxiques pour les organismes de votre unité aquaponique.
Chlorure d’ammonium – c’est une forme d’ammoniac cristallisé que vous trouverez dans la plupart des magasins d’aquariophilie. C’est une source d’ammoniac efficace, mais mieux adaptée aux aquariums.
Les engrais organiques pour poissons – contiennent à la fois de l’azote et de l’ammoniac. Par exemple, Neptune’s Harvest Fish and Seaweed (disponible sur Amazon.com) est un engrais organique idéal. Il est facile à mélanger (diluer) et à appliquer. Cet engrais est également une bonne source de nutriments pour de nombreux types de plantes.
Urine – l’urine humaine ou animale est une bonne source d’ammoniac. Cependant, vous devez la conserver dans une bouteille scellée pendant quelques semaines (environ 3) pour convertir l’urine en ammoniac.
Les poissons morts – contiennent de l’ammoniac. Mais ce n’est pas la meilleure source d’ammoniac car les poissons morts peuvent également attirer d’autres types de bactéries, en dehors des espèces nitrifiantes. De plus, ils attirent également les mouches et autres insectes qui vont habiter le système et perturber le processus de recyclage.

Après avoir identifié la source d’ammoniac qui vous convient le mieux, vous devez l’introduire dans le système pour lancer le cycle. Voici donc la procédure à suivre pour entreprendre un cycle sans poissons :

Mesurez environ une tasse d’ammoniaque, soit environ 20 ml et ajoutez-la à votre système. Notez la quantité d’ammoniaque que vous avez introduite. Cependant, cela dépendra de la source d’ammoniac et de la taille de votre unité aquaponique.
Attendez environ 60 à 90 minutes avant de tester les niveaux d’ammoniac dans votre unité. À ce stade, la concentration d’ammoniac recommandée ne doit pas dépasser 4,0 ppm. En effet, une concentration plus élevée serait toxique pour les bactéries nitrifiantes et détruirait la colonie.
Si la concentration d’ammoniac est inférieure à 2,0 ppm, vous devez ajouter de l’ammoniac pour nourrir les bactéries. Reprenez donc la quantité que vous aviez enregistrée, et en utilisant la concentration obtenue après le test initial, calculez la quantité d’ammoniac que vous devez ajouter pour obtenir environ 4,0 ppm.
Au cours des 7 à 10 jours suivants, continuez à ajouter la même quantité d’ammoniac et testez le paramètre quotidiennement. Après le 10ème jour, les bactéries nitrifiantes devraient avoir commencé à vivre dans le système et à décomposer l’ammoniac en nitrite. Par conséquent, lorsque vous effectuez vos contrôles quotidiens des paramètres, testez également les niveaux de nitrites dans votre système.
Si la concentration d’ammoniac est tombée à 0,5 ppm ou 0,2 ppm, ajoutez de l’ammoniac pour que les bactéries soient bien nourries. Par conséquent, reportez-vous à la quantité d’ammoniac que vous avez ajoutée quotidiennement au système et ajoutez-en environ les trois quarts pour éviter que les bactéries ne meurent de faim. Surveillez également les niveaux d’ammoniac et de nitrites et ajoutez de l’ammoniac si sa concentration chute à nouveau (en dessous de 0,5 ppm).
Après environ 20 jours, le taux de nitrites augmentera régulièrement et atteindra son maximum, tandis que la concentration d’ammoniac diminuera. Cela indique que le cycle a repris et que l’AOB a converti tout l’ammoniac en nitrite. De plus, après 10 à 15 jours supplémentaires, les niveaux de nitrites commenceront à diminuer.
Lorsque cela se produit pendant quelques jours, commencez à tester les nitrates, car les bactéries nitrifiantes ont commencé à habiter le système. Ainsi, les niveaux d’ammoniac et de nitrites s’approcheront de zéro alors que la concentration en nitrates augmentera (5,0-10ppm). Cela signifie donc que le processus de recyclage est presque terminé et que vous pouvez commencer à ajouter des poissons et des plantes à votre système.

3. Ajouter des plantes et poissons au système

Il est sûr d’ajouter des poissons et des plantes à votre système lorsque les niveaux d’ammoniac et de nitrite sont inférieurs à 0,5 ppm, et que le niveau de nitrate est supérieur à 5,0 ppm. Cependant, certains agriculteurs aquaponiques préfèrent introduire des semis de plantes plus tôt, avant que le cycle ne soit terminé, pour permettre le développement du système racinaire. Dans ce cas, les plantes risquent de souffrir d’une carence en nutriments, car les niveaux de nitrate ne sont pas suffisants pour nourrir les cultures à ce stade.

Si vous avez choisi d’introduire vos plantes dans le système avant que le cycle ne soit terminé, ajoutez un engrais organique dans le lit de culture. Mais veillez à tester d’abord les niveaux de pH pour éviter un blocage des nutriments. Les sources d’engrais préférables sont les algues et le thé de compost.

Maintenant, avant d’ajouter vos poissons (ou plus de poissons si vous faites un cycle de poissons) au système, testez tous les paramètres, en vous assurant que les niveaux d’ammoniaque et de nitrite sont inférieurs à 0,5 ppm. Un autre facteur à prendre en compte est la densité de peuplement, car votre système doit être équilibré. Par conséquent, le nombre de poissons que vous introduirez devra produire suffisamment de déchets pour soutenir le volume de plantes dans l’unité.

Si vous utilisez l’option de cycle sans poissons, il est conseillé d’ajouter quelques poissons à la fois dans le système. Ainsi, ajoutez environ 500 g de poissons par 1000 L pour éviter la montée des concentrations d’ammoniac et de nitrite. Vous pouvez également acclimater les poissons avant de les introduire dans l’unité.

Trouver un équilibre dans un système aquaponique peut être une tâche ardue, car la circulation des nutriments peut être déterminée par d’autres facteurs, notamment la taille du bio filtre et le type d’alimentation des poissons que vous utiliserez. Vous pouvez donc utiliser un ratio de taux d’alimentation des poissons pour déterminer la quantité de nourriture à introduire dans le système. Cependant, il est conseillé de surveiller l’équilibre des macro- et micronutriments dans le système.

4. Accélérer le processus de cyclage

Parfois, le processus de cyclage peut prendre trop de temps, en fonction de certains facteurs. Dans ce cas, la colonie bactérienne peut avoir des taux d’alimentation et de reproduction plus lents. Par conséquent, si le système prend plus de temps que prévu, vous pouvez l’accélérer pour achever le cycle de l’azote.

Voici plusieurs façons d’accélérer un processus de cycle :

Utilisez de l’eau chaude. La plupart des espèces de bactéries nitrifiantes se développent dans l’eau chaude. Par conséquent, si vous effectuez un cycle pendant une saison froide, chauffez d’abord l’eau de votre système.
Utilisez une “graine” bactérienne. S’il y a un autre système aquaponique établi dans votre localité, empruntez une partie de la colonie. Ainsi, vous pouvez obtenir une partie de la boue du milieu de culture ou une partie du bio filtre.
Utilisez des bactéries commerciales. S’il n’y a pas d’unité aquaponique établie près de chez vous, procurez-vous des bactéries vivantes dans votre magasin d’aquariophilie local. Par exemple, le Fritz Aquatics (disponible sur Amazon.com), comprend 7 espèces de bactéries nitrifiantes pour les aquariums d’eau douce. Ce produit raccourcit la durée du cycle grâce à la colonie bactérienne déjà établie.
Augmentez l’apport en oxygène de votre système. Les bactéries nitrifiantes préfèrent les environnements riches en oxygène. Veillez donc à ce que votre système soit bien aéré avant le début du processus de recyclage. La présence d’oxygène accélère le cycle car les bactéries l’utilisent pour convertir l’ammoniac en nitrites et en nitrates.
Évitez les erreurs de cyclage. Votre système ralentira, voire s’effondrera, si vous faites preuve d’imprudence ou si vous ne faites pas ce qu’il faut. Par exemple, n’utilisez pas deux sources d’ammoniac simultanément, car l’ammoniac atteindra des niveaux toxiques. De même, évitez de suralimenter vos poissons (si vous utilisez le cycle des poissons) au cours des premiers jours, car la concentration d’ammoniac atteindra un pic.

Remarque : même une fois le processus de cyclage terminé, vous devez surveiller votre système régulièrement. De plus, une unité aquaponique nécessite de l’entretien, alors gardez-la toujours propre et en bon état.

Le mot de la fin

Le cyclage est une phase essentielle de la mise en place d’un système aquaponique. En outre, l’ajout d’ammoniac dans l’unité attire les bactéries nitrifiantes qui permettent la nitrification. Ces bactéries contribuent donc à maintenir la relation symbiotique entre les poissons et les plantes.