L’aquaponie est une technique éco-systémique de production agricole qui combine l’aquaculture (élevage de poisson et d’organisme aquatiques) avec la culture hydroponique (culture de légume dans une solution nutritive). Ces deux techniques sont très performantes dans leur domaine et en les associant, l’eau enrichie par les déjections des poissons est utilisée pour nourrir les plantes ; l’eau filtrée par les plantes peut être renvoyée dans l’eau des poissons. Ainsi, les déchets d’une production agricole deviennent la matière première d’une autre, participant à l’économie circulaire.

Par rapport aux systèmes classiques, l’aquaponie permet de diminuer la demande en eau, la demande en fertilisants de synthèse pour les légumes et la quantité de déjection de poissons rejetée ou à traiter avant rejet dans la nature. L’aquaponie est une technique hors sol qui permet également une production alimentaire dans des environnements normalement inappropriés à l’horticulture : sols pollués, environnements urbains ou régions arides. La présence simultanée de poissons et de légumes dans le même système implique de n’utiliser ni pesticide, ni antibiotique. L’aquaponie permet donc de fournir des légumes et des poissons frais tout en réduisant considérablement l’impact écologique.

Une expertise en aquaponie se cristallise dans le bassin franco-belge et fait face à des défis inhérents à l’innovation: le manque de formation pour une technique faisant appel à des connaissances issues de plusieurs domaines, d’expertise dans ces domaines et d’outils accessibles à tous. Pour contribuer à lever ces freins, des écoles secondaires, supérieures et des universités ont créé le projet Smart Aquaponics, coordonné par l’Université de Liège, Gembloux Agro-Bio Tech.

Le projet Smart Aquaponics est un projet Interreg de coopération transfrontalière France-Wallonie-Vlaanderen dont l’objectif est de promouvoir le développement de l’aquaponie auprès des collectivités et des professionnels. Concrètement, le projet développe trois outils numériques accessibles sous forme d’une application (Smartphone et PC): un outil de formation en ligne, un outil d’aide à la conception et un outil de monitoring et de gestion. Un guide d’aquaponie sera également publié à la fin du projet.

L’outil de formation en ligne est composé d’un jeu éducatif (serious gaming) et de modules de cours théoriques. Le jeu permettra à l’utilisateur de manipuler des systèmes aquaponiques virtuels de complexité variable et d’expérimenter un riche éventail de situations. Le jeu intègrera à la fois les aspects pratiques et les notions de biologie nécessaires au design et à la conduite d’un système aquaponique. Les publics ciblés sont les niveaux d’enseignements secondaires techniques, supérieurs et universitaires et dans une certaine mesure les autodidactes et le milieu associatif. À terme, un réseau de formation pratique pourrait également être mis en place.

L’outil d’aide à la conception des systèmes aquaponiques permet à l’utilisateur de composer des systèmes aquaponiques virtuels et de réaliser des simulations. Les simulations estimeront les rendements et la stabilité des systèmes et permettront donc d’affiner leurs conceptions. La simulation intègrera la conception complète des systèmes aquaponiques et également l’achat en ligne des différents composants. Cet outil se veut adaptable à un maximum de systèmes aquaponiques.

L’outil de monitoring des systèmes aquaponiques pourra permettre à l’utilisateur de suivre l’état du système, mais aussi d'anticiper les problèmes potentiels. Ce monitoring se fera sur base de capteurs (sonde pH, température, NH4, niveau d’eau, …) connectés et sera adapté aux systèmes artisanaux et petites structures commerciales. La particularité de ce système de monitoring est qu’il sera basé sur un modèle dynamique qui, en suivant l’évolution des paramètres, pourra anticiper les accidents.

Le projet Smart Aquaponics s’articule autour d’une approche multidisciplinaire pour créer ces différents outils.

Les trois outils de Smart Aquaponics (formation en ligne, aide à la conception et monitoring) sont basés sur un modèle informatique qui prédit l’évolution des systèmes aquaponiques (croissance des plantes, des poissons, activité du biofiltre, concentration en éléments nutritifs…), à partir des paramètres tels que la quantité de nourriture apportée aux poissons, la température, la concentration en éléments nutritifs, pH, etc. L’originalité de notre approche réside dans sa capacité à modéliser des systèmes aquaponiques de taille et de conception variables. Le modèle est développé dans le cadre d’une thèse dans la Faculté de Gembloux Agro-Bio Tech – Uliège.

Le modèle sera associé à une chaine d’acquisition de données qui permet de récolter les données des systèmes aquaponiques. Ces données interagiront avec le modèle informatique. La chaine d’acquisition de données sera composée de l’ensemble (i) des capteurs installés dans les systèmes aquaponiques, (ii) la connexion des capteurs au cloud et (iii) la gestion des données sur le cloud. Tout comme le modèle, la chaine d’acquisition de données sera adaptée aux différents systèmes. Par exemple, un système aquaponique géré par une communauté urbaine n’a pas les mêmes besoins en précision et en nombre de capteurs qu’un système professionnel. La sélection des capteurs sera réalisée par Howest, la connexion sans fil des capteurs au cloud par Vigo Universal et la gestion des données sur le cloud par Yncréa.

La chaine d’acquisition des données et le modèle seront testés dans un premier temps sur les systèmes aquaponiques pilotes des partenaires publiques du projet (Uliège, PTI, PCG, Yncrea) puis validés chez nos partenaires privés (Atelier Bossimé, Aqua4C). Ces deux séries de tests permettront (i) de valider le fonctionnement de la chaine d’acquisition de donnée et de (ii) valider et améliorer le modèle informatique. À terme, les données collectées par le système de monitoring seront utilisées pour améliorer le modèle informatique. Autrement dit, plus il y aura d’utilisateurs, plus Smart Aquaponics sera précis !

Le projet Smart Aquaponics ne serait pas smart s’il ne disposait pas d’une interface d’utilisation moderne et conviviale. Aussi, les outils de monitoring, d’aide à la décision et le jeu éducatif seront accessibles sous forme d’une application smart phone et sur ordinateur. Ce travail sera réalisé par Vigo Universal, une entreprise spécialisée dans la création d’applications digitales et de jeux vidéo éducatifs (ou non !).

Le jeu éducatif sera constitué de mises en situations concrètes et d’informations théoriques. Le contenu théorique et les mises en situations seront conçues par des enseignants passionnés par la pédagogie et l’aquaponie, et ce au niveau technique (PTI), bachelier (Odissée et Howest) et Universitaire (Yncréa et Uliège). Vigo Universal mettra son expertise en jeux éducatifs au service de Smart Aquaponics. À travers le jeu éducatif, le Smart Aquaponics souhaite voir émerger de futurs professionnels en aquaponie et d'encourager les passionnés à produire des protéines animales et végétales de façon plus durable.

Smart Aquaponics souhaite s’insérer dans le tissu transfrontalier France-Wallonie-Flandre afin de promouvoir ses outils, bien sûr, mais également se connecter avec les nombreux acteurs de l’aquaponie. Groupe One, le Pôle Aquimer, Vlakwa et le Pôle légume Nord organisent la diffusion des outils et l’encrage de la société de Smart Aquaponics.