Aquaculture, les plastiques dans le courant

L'aquaculture prend le large

Depuis 2013, l’aquaculture a dépassé la pêche pour alimenter la planète en protéines issues de la mer. Selon la FAO, nous consommons désormais chaque année 10,3 kg de produits aquacoles contre seulement 9,7 kg d’espèces marines sauvages. Et pour cause, avec leur taux de conversion entre alimentation et production très avantageux, l’aquaculture est une source incontournable de protéines animales. 
Pour répondre à la demande accrue, les filières aquacoles sont confrontées à un double défi : accroître leur productivité mais éviter les dérives environnementales et sanitaires constatées durant la première phase de leur développement. Pionniers à cet égard, les champions nordiques de la salmoniculture imaginent déjà des solutions innovantes, inspirées des techniques offshore où les matériaux plastiques sont mis, une fois encore, à contribution.

Une mine d'or rose au pays de l'or noir

Loin des problématiques actuelles d’alimentation, c’est un met de fête qui a fait le succès - et les déboires - de l’aquaculture intensive :  le saumon de l’Atlantique. En première place sur les tables Françaises ou dans les sushis Japonais et troisième en Europe, ce poisson est, après le gaz et le pétrole, l’autre trésor de la Norvège, pays pionnier à l’origine de toutes les innovations aquacoles. 
Pratiquée d’abord en eau douce pour produire des smolts, les juvéniles destinés à repeupler les côtes, l’aquaculture a évolué, dans les années 70 vers l'élevage en enclos immergés à l’abri des fjords. Avec un cycle de croissance de 20 à 36 mois et un rendement de 1 kg de poisson pour 1,2 kg d’aliment, le salmonidé apparaît bientôt comme une alternative avantageuse à la pêche… Et même un véritable filon, une fois transformé en filets.

Bientôt, la salmoniculture se répand sur toutes les côtes baignées par le Gulf Stream, de l’Écosse à l’Amérique du Nord, avant de gagner le Chili. Dans la foulée, les industriels de la pêche, norvégiens en tête, rivalisent d’ingéniosité pour adapter les installations aquacoles aux différentes zones d’exploitation.

Le polyéthylène met le saumon en cage

En 1974, la société AKVA lance Polarcirkel, la première cage circulaire en plastique. 
Modulaire, donc extensible et mobile, elle s’adapte à de nombreux milieux marins, au-delà des eaux littorales grâce à ses anneaux souples en tubes de polyéthylène haute densité (PEHD) remplis de mousse polystyrène. À la différence des structures rectangulaires, plus rigides, cette cage circulaire associée à la forme conique des filets, génère un courant giratoire propice à la mobilité des saumons, à l'oxygénation et à l'élimination de leurs déjections. 
Perfectionné par la concurrence, au gré de l’introduction d’autres matières plastiques, comme le PVC en zone tropicale, ce type de cages en plastique est toujours le module de base de la plupart des fermes aquacoles.

Il a permis l’élevage de quelques 80 espèces de poissons dont la première en date, le Salmo salar, occupe encore la moitié de la production.

Les fibres synthétiques montent au filet

Durant une vingtaine d’année, la cage en eau ouverte s’est avérée être un bon compromis entre les exigences de confinement des espèces aquacoles et la dispersion des déjections… En première ligne à cet égard, les fabricants de filets de pêche ont dû adapter leur savoir-faire aux contraintes spécifiques de l’aquaculture : le maillage sans nœuds, facteur de bien-être animal, la flottabilité, la résistance aux agressions liées au milieu marin ou aux prédateurs… 
Les fibres polyamide comme le nylon et le polyester s’imposent en raison de leur polyvalence : l’élasticité et la légèreté contre le stress des poissons, une résistance satisfaisante.

Depuis une dizaine d’années, les concepteurs recommandent l’usage des fils de type Dyneema en polyéthylène de masse molaire très élevée (UHMPE). Plus légers mais rigides, ils offrent surtout une résistance élevée, très appréciable dans les mers agitées et contre les mammifères prédateurs. 
Plus récemment, la modélisation 3D et la simulation du comportement des cages souples ont conduit les fabricants à exiger, pour leurs cages, des fils multifibres nanostructurés voire des maillages mixtes adaptés à des techniques aquacoles spécifiques.

Enceintes futuristes pour l'aquaculture offshore

En 2007, les saumons des fjords chiliens ont commencé à être touchés le virus AIS (anémie infectieuse du saumon). Très contagieux, le mal a progressé d’autant plus vite que l’aquaculture locale est l’une des plus intensive. En trois ans, les deux tiers de la production était détruite. 
Survenue après des campagnes médiatiques sur les méfaits de la salmoniculture, cette épidémie a poussé les sociétés norvégiennes, très impliquées au Chili, à changer de modèle. Pourtant, au lieu de réduire la taille de leurs élevages, elles ont choisi au contraire de les étendre. 
Les projets en cours de réalisation illustrent bien les trois principes de leur nouvelle approche : plus d’espace, un confinement total et l’éloignement en pleine mer.

En 2015, la PME Sulefisk a ouvert la voie avec sa cage souple conçue par le bureau d’étude Ecomerden, autour d’une membrane composite fabriquée par le groupe Ferrari. Parfaitement étanche, elle isole à l’intérieur d’une cuve de 12000 m3 un élevage en circuit fermé qui peut traiter les déjections de 600000 saumons afin de les transformer en engrais.  Un peu moins ambitieux, le groupe Leroy teste un nouveau concept d’élevage. Avant leur transfert en pleine eau, quelques 200000 saumoneaux sont invités à évoluer toute une année dans un tube elliptique immergé de 50 mètres en polyéthylène renforcé et équipé de deux hélices qui créent un flux d'eau longitudinal. Marine Harvest, le numéro un mondial de la salmoniculture affiche quant à lui des ambitions plus démesurées.

Il attend le visa du gouvernement norvégien pour mettre en chantier son Marine Donut, un gigantesque conteneur autonome de 65000 m3 capable d’accueillir près d’un million de saumons. Sa structure torique en résine composite sur pilotis est axée sur un mât central d’une cinquantaine de mètres. Avant de réaliser le Egg, une ferme ovoïde flottante sur 45 mètres de profondeur, construite en matériau composite à résine polymère.

Cap sur les polymères Antifouling

Les salissures biologiques – ou fouling dans le jargon maritime – liées à l’accumulation de microorganismes constituent un problème récurrent pour l’utilisation des structures aquacoles immergées telles que les cages, les filets.  
Véritable fléau, le fouling alourdit les filets, les engins de pêche et les équipements conchylicoles quand il n’affecte pas aussi les coquillages. Obstruant les cages, il réduit le flux d’eau et transforme l’entretien des filets en un véritable travail de Sisyphe. Malgré les brossages fréquents sur site, la présence de biosalissures impose l’usage régulier de substances biocides nocives pour les élevages et l’environnement.

Autrefois, les traitements d’imprégnation étaient à base de métaux lourds tels que le chrome ou l’étain. Interdits par les règlements sanitaires, ils ont été remplacés par des particules d’oxyde de cuivre dissoutes dans une revêtement polymère qui réduit les incrustations. Sans les empêcher totalement hélas !  Les enjeux, au-delà de l’aquaculture sont tels que la concurrence fait rage pour trouver des solutions répulsives efficaces plus longtemps et, surtout, sans impact sur l’environnement. 
Pour l’heure, les nouveaux traitements à effet retard à base de silicone ou les résines chargées en nanoparticules affichent des résultats encourageants mais de manière ciblée… Alors que le cuivre a un spectre plus large.

A savoir sur les filières aquacoles 

L’aquaculture désigne toutes les activités de production animale ou végétale en milieu aquatique. 
•    La pisciculture pour les productions de poissons avec ses variantes comme la salmoniculture (pour les salmonidés)
•    La conchyliculture : élevage des coquillages, avec ses différentes spécialisations l'ostréiculure (huîtres), la mytiliculture (moules), la vénériculture (palourdes), la cérastoculture (coques), la pectiniculture (coquilles Saint-Jacques), l’halioticulture (ormeaux)
•    Et d’autres activités comme la pénéiculture (crevettes), l’algoculture (algues) ou encore la coraliculture (coraux)