SYSTÈMES DURABLES DE PRODUCTION D’ALIMENTS AQUACOLES ET D’AQUACULTURE FACE AUX DÉFIS DE LA SÉCURITÉ ALIMENTAIRE MONDIALE ET DU CHANGEMENT CLIMATIQUE
1 UN PROBLÈME COMPLEXE
La population mondiale continue de croître et devrait atteindre 9,5 milliards de personnes d’ici à 2050. Cette croissance s’accompagnera d’une augmentation estimée de 40 à 75 % de la demande totale en protéines, dont 72 % dans les pays actuellement considérés comme en développement, où 70 % de la population estimée devrait résider dans des zones urbaines (National Research Council of the National Academies (NRC), 2015). Dans ces régions, des niveaux socio-économiques plus élevés seront atteints, générant une plus grande demande de protéines d’origine animale. Pour répondre à cette demande, la production agricole animale devra augmenter de 250 à 300 millions de tonnes métriques.
L’objectif de sécurité alimentaire mondiale en réponse à l’augmentation prévue de la population mondiale doit être réajusté avec une conviction collective de durabilité qui est composée de plusieurs objectifs (NRC, 2010) qui produisent des résultats positifs basés sur la rentabilité environnementale, économique et sociétale, aujourd’hui et pour les générations futures. Les résultats dépendent de la capacité à surmonter de nombreux défis inhérents aux différentes exigences et niveaux d’efficacité des systèmes de production actuels, qui sont influencés par la réalité de l’épuisement significatif des ressources naturelles essentielles et les changements globaux en cours dans la préférence de consommation des différentes sources de protéines. Les systèmes de production actuels ont des empreintes carbone plus ou moins importantes sous la forme de gaz à effet de serre (GES), qui sont responsables du changement climatique et de ses effets néfastes sur l’environnement, tels que l’augmentation moyenne de la température mondiale et les modifications des conditions météorologiques. En outre, les effets potentiels de l’intensification des systèmes de production actuels sur la santé et la sécurité des animaux sont devenus un sujet de préoccupation très important (FAO, 2009). Même avec les progrès technologiques futurs conçus pour promouvoir davantage l’efficacité des pratiques de gestion intensive, les conditions actuelles de production alimentaire ne seront pas en mesure de répondre avec succès à la demande mondiale croissante de protéines en raison des ressources limitées en terres et en eau douce (NRC, 2015). Collectivement, les questions sont complexes, incertaines, interdépendantes, controversées et sujettes à une variété d’opinions, de sorte qu’un point définitif qui produit une solution idéale/modèle ne peut jamais être atteint. Ce scénario est défini comme un problème complexe (NRC, 2015). De par sa nature même, un problème épineux ne peut être affronté positivement que par des ajustements substantiels qui, d’une manière ou d’une autre, soulagent les niveaux sous-jacents d’interrelations perturbatrices afin de produire le meilleur résultat possible.
L’un des éléments clés de l’approche holistique de la sécurité alimentaire mondiale est la recherche d’un équilibre entre les différentes composantes du problème. Les sources de viande produites pour la consommation humaine diffèrent dans la manière dont chacun des systèmes de production a un impact sur les niveaux environnementaux, économiques et sociétaux de la durabilité. L’établissement de politiques alimentaires régionales et nationales fondées sur des lignes directrices en matière de durabilité et incluant des décisions sur les sources de protéines à consommer directement par rapport à celles à inclure dans les formulations d’aliments pour animaux posera de multiples défis. Des changements qualitatifs et quantitatifs dans la consommation humaine des différentes sources de protéines, existantes et nouvellement développées, seront un produit final inévitable. Par conséquent, ce que nous cultivons, ce que nous donnons à manger aux animaux et ce que nous mangeons devraient faire l’objet d’une évolution dynamique.
2 AQUACULTURE DURABLE ET ALIMENTS D’AQUACULTURE
L’augmentation prévue de la demande de protéines issues des produits de la mer correspond bien à la demande globale de sources de protéines d’origine animale. Par rapport à d’autres systèmes de production animale, l’aquaculture présente la plus grande efficacité globale. Par exemple, la production de CO2 par kg (empreinte carbone) de bœuf d’élevage est 90 % plus élevée que celle résultant d’un kg de saumon (Marine Harvest, 2017). En outre, le pourcentage de protéines retenues et la viande comestible produite par quantité équivalente d’aliments donnés au saumon et à d’autres poissons sont supérieurs à ceux du bœuf, du porc et, dans une moindre mesure, de la volaille (Tidwell, 2012). Malgré ces caractéristiques notables, cette approche nécessitera toujours de nouvelles stratégies de gestion qui n’épuisent pas davantage les ressources disponibles en terres et en eau douce, qui sont de plus en plus rares.
La contribution de la production aquacole continue d’augmenter et occupe une part importante de l’ensemble de la production agricole animale mondiale. Elle offre une voie vers l’équilibre nécessaire pour répondre de manière positive à ce problème complexe. En 2018, la part de la production aquacole mondiale dans l’ensemble des pêches mondiales (produits de la mer d’origine animale) était passée de 9 % en 1980 à 45,8 % (FAO, 2020). Les produits de la mer issus de systèmes de production marins représentaient 37,5 % de la production aquacole totale. En outre, le pourcentage de la consommation humaine du total mondial des produits de la mer provenant des pêches d’élevage est de 52 %, dépassant celui dérivé des pêches traditionnelles de chasse/capture (42 %). La production aquacole mondiale, qui s’élevait à 82 millions de tonnes en 2018, devrait augmenter de 33 % pour atteindre 109 millions de tonnes en 2030. Cette dernière quantité, suivie par des augmentations annuelles continues qui incluent une plus grande réalisation du potentiel de la pisciculture marine, constituera une solution durable remarquable à une demande globale de viande estimée à 250-300 millions de tm d’ici 2050 (NRC, 2015).
Les poissons et les crustacés, en tant qu’espèces nourries, représentaient 55,2 % (61,8 millions de tonnes) de la production aquacole mondiale totale en 2017 (FAO, 2019). D’ici 2025, on estime que 73,15 millions de tonnes d’aliments pour poissons seront nécessaires pour atteindre les niveaux estimés de production des espèces nourries (Boyd et al., 2020). Par conséquent, les aliments aquacoles durables, basés sur le choix de la composition des ingrédients, jouent un rôle fondamental dans l’objectif global de répondre à l’augmentation de la demande en produits de la mer par le biais d’une production aquacole durable. Pour la nouvelle génération d’aliments aquacoles durables, « la durabilité des régimes alimentaires va au-delà de la nutrition et de l’environnement pour inclure des dimensions économiques et socioculturelles » (FAO, 2010). En outre, la satisfaction des besoins en aliments aquacoles durables pour les systèmes de production alimentaire est influencée par de nombreux facteurs de confusion et de concurrence qui régissent d’autres systèmes de production agricole. Quelles sont les voies et les solutions nécessaires pour garantir une disponibilité suffisante d’aliments durables pour animaux aquatiques afin de tirer parti des possibilités offertes par l’aquaculture ? Les stratégies de gestion devront évoluer pour au moins maintenir et augmenter les niveaux de production aquacole, en particulier en réponse aux effets du changement climatique (D’Abramo & Slater, 2019). Par conséquent, la composition des ingrédients des aliments pour animaux aquatiques devra évoluer en conséquence dans le cadre d’un processus dynamique visant à garantir la durabilité. Mitra (2021) présente un examen complet des caractéristiques des aliments aquacoles alternatifs, des orientations politiques et des compromis permettant d’atteindre les objectifs de durabilité.
3 PARADIGMES ÉVOLUTIFS ET TOUJOURS DYNAMIQUES
Pour respecter le principe de durabilité des aliments pour animaux, il faut procéder à des changements induits par une approche holistique qui implique l’utilisation d’ingrédients caractérisés par une disponibilité fiable, des importations minimales, une empreinte carbone comparativement faible et, surtout, une politique visant à respecter les normes d’assurance qualité. Dans la recherche de la durabilité économique, des variables telles que le coût de chaque ingrédient, le potentiel d’extensibilité de la production, le niveau de dépendance à l’égard des importations et la logistique du transport doivent être prises en compte dans les décisions concernant l’utilisation d’ingrédients qui peuvent être reconnus comme durables. Le choix de la composition des ingrédients des aliments utilisés dans d’autres systèmes de production animale agricole influencera en conséquence la sélection des ingrédients pour les systèmes d’aquaculture nourrie et doit être pris en compte. En fait, même l’industrie des aliments pour animaux de compagnie peut interférer financièrement en se procurant des ingrédients conventionnels pour l’alimentation animale ainsi que ceux qui sont évalués comme alternatives potentielles à des prix plus élevés parce que les consommateurs (propriétaires d’animaux de compagnie) sont prêts à supporter des prix de vente au détail plus élevés par volume d’aliments.
Le respect efficace des niveaux qualitatifs et quantitatifs des nutriments alimentaires essentiels, de la digestibilité et de l’assimilation des nutriments et des pratiques de fabrication est l’objectif primordial de la production d’aliments pour animaux d’aquaculture. Ce paradigme doit renoncer à l’idée qu’un ingrédient est « essentiel ». Toutes les actions concernant les changements dans les ingrédients constitutifs doivent être basées sur les résultats d’une recherche nutritionnelle rigoureusement menée avec une forte reconnaissance a priori que la durabilité doit être le principal facteur d’orientation. L’amélioration de la croissance obtenue grâce à l’interaction/la synergie entre ou parmi les sources de nutriments en tant que telles et le rôle d’additifs spécifiques pour l’aquaculture, influencés par les caractéristiques d’un système de production spécifique, doivent être des domaines d’investigation prioritaires. Par exemple, les effets bénéfiques des additifs alimentaires probiotiques et prébiotiques reconnus sur la durabilité, tels que révélés par des changements qualitatifs et quantitatifs dans le microbiome (D’Abramo, 2018), doivent être mis en balance avec le coût supplémentaire de l’inclusion.
Un exemple de l’évolution des changements de composition dans les ingrédients des aliments formulés est décrit avec justesse comme le passage d’Aquafeed 1.0 à Aquafeed 2.0 par Columbo et Turchini (2021). Cette « mise à niveau » a été principalement réalisée par des réductions significatives de la quantité de farine et d’huile de poisson utilisées comme sources de protéines et de lipides respectivement dans les formulations d’aliments pour poissons pour les espèces qui semblaient « nécessiter » de la farine et de l’huile de poisson comme principaux ingrédients alimentaires. D’un point de vue global, cette réussite notable présente l’avantage complémentaire d’augmenter le volume de produits de la pêche disponibles pour la consommation humaine directe. Les sources de protéines dérivées de la culture d’une seule cellule (bactéries, champignons, algues) et les farines d’insectes sont d’autres ingrédients susceptibles de contribuer aux progrès dans le développement de l’alimentation aquatique. Ces ingrédients sont généralement produits à partir de déchets agricoles ou biotechnologiques utilisés comme source de nutriments. Les sources de protéines unicellulaires et les farines d’insectes présentent un avantage supplémentaire, car la composition des nutriments peut être modifiée par la ou les sources de nutriments fournies pour la croissance. Les produits d’équarrissage, tels que les sous-produits de volaille, les farines de sang et de plumes, sont les principales sources de protéines alimentaires et d’autres nutriments et sont actuellement utilisés comme ingrédients dans les formulations d’aliments pour poissons. Ces produits se sont avérés être des sources de bonne croissance et de bonne santé lorsqu’ils sont ajoutés à des niveaux relativement élevés (Bureau, 2006 ; Trushenski & Lochmann, 2009). Qu’ils soient actuellement utilisés ou en phase de production pilote, tous ces ingrédients sont directement ou indirectement dérivés de déchets et ont une faible empreinte carbone.
Les aliments pour animaux aquatiques ont réussi à contrecarrer le concept écologique selon lequel les espèces occupant des niveaux plus élevés de la chaîne alimentaire sont associées à une efficacité moindre et sont donc moins intéressantes pour l’agriculture durable (Cottrell et al., 2021). Par exemple, la réduction du niveau trophique (3,48-2,42) obtenue pour l’élevage du saumon, un poisson piscivore, témoigne de la capacité à augmenter l’efficacité alimentaire en ajustant les mélanges d’ingrédients et d’autres additifs afin de répondre aux besoins nutritionnels pour les taux de croissance souhaités. L’amélioration de l’efficacité alimentaire des espèces aquatiques peut se poursuivre à mesure que de nouveaux ingrédients sont identifiés et incorporés dans les aliments pour animaux en raison de leurs propriétés durables.
4 BIOÉCONOMIE CIRCULAIRE – UTILISATION DES DÉCHETS
À l’échelle mondiale, les pertes et les déchets alimentaires représentent chaque année 8 % du total des contributions anthropiques au réchauffement de la planète, mesuré par la production équivalente de CO2 (FAO, 2011). Le recyclage des déchets dans le but de minimiser l’impact des déchets générés au fil du temps est défini comme l’économie circulaire. L’utilisation des déchets en tant qu’ingrédients pour l’aquaculture ou en tant que source indépendante de nutriments est plus spécifiquement appelée bioéconomie circulaire. Si la réutilisation des nutriments et des ressources par l’intégration de diverses cultures aquatiques et terrestres remonte aux premiers systèmes d’aquaculture, la nécessité d’une gestion efficace des déchets dans les systèmes de production actuels, en particulier les systèmes intensifs, est plus grande que jamais. Dans le cadre de la stratégie globale, l’utilisation des déchets dans la formulation et la fabrication des aliments pour animaux aquatiques améliorerait très probablement la durabilité. La bioéconomie circulaire est proposée comme l’éventuel moteur de l’Aquafeed 3.0 (Columbo & Turchini, 2021). L’aquaculture intégrée (IA), et plus particulièrement l’aquaculture multitrophique intégrée (AMTI), est un exemple caractéristique de bioéconomie circulaire. Les déchets d’un organisme nourri sont utilisés comme sources de nutriments pour la croissance d’une autre plante ou d’un autre animal (non nourri) qui occupe une niche d’habitat différente. Avec deux espèces de production, l’efficacité de la production est accrue car la quantité d’aliments pour l’aquaculture est la même pour la production combinée de deux espèces (Boyd et al., 2020). Les perspectives des systèmes d’AMTI ont été démontrées dans les résultats d’une récente recherche en laboratoire, dans laquelle la croissance satisfaisante d’une espèce de crevette marine a été maintenue exclusivement grâce à l’apport d’egesta d’oursins (Jensen et al., 2019). Cependant, à l’exception de l’intégration d’invertébrés (coquilles Saint-Jacques) aux sites de macroalgues dans la baie de Sanggou, en Chine (Shi et al., 2013), la gestion et la faisabilité financière de la production d’AMTI à l’échelle commerciale n’ont pas encore été démontrées. Neori, Shpigel, Guttman et Israel (2017) ont passé en revue les premières évolutions de la polyculture vers l’AMTI et ont discuté des défis liés à l’optimisation de plusieurs cultures couplées dans un seul système. En fait, comme l’indiquent Knowler, Chopin, Martinez-Espineira, Neori et al. (2020), les résultats des essais sur le terrain n’ont pas encore permis d’établir une acceptation généralisée pour susciter des efforts commerciaux. Cependant, l’évaluation des systèmes aquaponiques à recirculation qui fonctionnent sur le principe de l’AMTI indique le potentiel de viabilité économique dans des conditions spécifiques (Greenfeld, Becker, McIlwain, Fotedar, & Bornman, 2018).
L’ajout de matières organiques spécifiques dans les systèmes de production en étang permet de produire de riches sources de nourriture (bioflocs) qui sont consommées par les organismes cultivés. L’efficacité de l’alimentation est accrue car la quantité d’aliments pour poissons nécessaire peut être réduite tout en atteignant les objectifs de production souhaités. Dans le cadre de certaines pratiques de gestion, des aliments complémentaires (granulés de farine de gluten de maïs), conçus comme source de nutriments complémentaires pour la production animale terrestre, sont régulièrement introduits dans les bassins de production aquacole en tant que source nutritionnellement incomplète. Une partie de cette source de nutriments est consommée directement et le reste des granulés non consommés se fragmente rapidement en petites particules qui sont consommées par les organismes benthiques qui se développent et se reproduisent. Ainsi, deux sources de nutriments, les aliments et le biote naturel de l’étang, satisfont en tandem les besoins nutritionnels (D’Abramo & New, 2010). Ces deux derniers exemples montrent comment il est possible d’obtenir un taux de croissance et un produit souhaités en utilisant des niveaux réduits d’un aliment donné directement.
5 RECOMMANDATIONS
L’ampleur de l’impact des aliments pour animaux aquatiques repose véritablement sur l’efficacité et la flexibilité des ingrédients sélectionnés et sur les différentes approches adoptées pour répondre aux besoins nutritionnels. Ces caractéristiques s’accordent parfaitement avec la grande efficacité de la production d’animaux aquatiques. Fondés sur l’efficacité et l’équilibre, les changements transformationnels doivent être ouvertement et collectivement adoptés et finalement prévaloir.
Tacon, Metian et McNevin (2021) proposent des lignes directrices pour le développement futur des aliments pour animaux aquatiques en relation avec les questions de durabilité. Des points d’action requis, recommandés ou encouragés concernant la sélection et la qualité des ingrédients, la fabrication des aliments et les pratiques d’alimentation sont proposés, dont certains complètent, répètent ou étendent ce que j’ai présenté. Les nutritionnistes aquacoles, les fabricants d’aliments pour animaux et les éleveurs eux-mêmes doivent tenir compte de ces informations afin de continuer à améliorer les pratiques de gestion, y compris celles qui ont déjà été identifiées comme durables. Les chercheurs doivent travailler dans le cadre d’une orientation commune. Dans le cas contraire, une littérature scientifique confuse et finalement peu ou pas utile à l’application est une source d’interférences indésirables. L’évaluation récente de l’impact sur l’environnement de l’utilisation de farine d’insectes dans les aliments pour poissons illustre bien l’effort de durabilité dans la recherche sur les ingrédients des aliments pour poissons (Tran, Van Doan, & Stejskal, 2021). En outre, de nombreux aliments potentiels dérivés de plantes, tels que les farines de gluten de blé et de maïs, sont des sous-produits des processus de production et possèdent des qualités nutritives qui nécessitent des recherches supplémentaires en vue de leur utilisation pour répondre aux besoins nutritionnels. La transformation des sources de protéines par fermentation peut améliorer la qualité en donnant un produit qui est digéré plus efficacement et devient donc un ingrédient prometteur dans les aliments durables pour animaux aquatiques (Dawood & Koshio, 2019). Dans le cadre d’une approche holistique de la durabilité et de la sécurité alimentaire, les aliments pour animaux susmentionnés offrent la possibilité d’utiliser des ingrédients de qualité alimentaire plutôt que de qualité alimentaire (pour la consommation humaine) dans les formulations d’aliments pour animaux. Si ces aliments, et éventuellement d’autres aliments dérivés similaires, sont jugés satisfaisants, davantage de protéines végétales deviendront potentiellement disponibles pour servir de source directe à la consommation humaine.
Les conditions inquiétantes auxquelles nous sommes confrontés exigent de toute évidence une réponse généralisée, rapide et ferme, fondée sur un effort de collaboration et une surveillance responsable. Un système complet de réglementation de la qualité des ingrédients des aliments pour animaux doit être mis en place dans les pays où ce contrôle n’existe pas. Les questions de propriété intellectuelle liées aux additifs alimentaires doivent être négociées de manière à ne pas entraver les avancées lucratives. La collaboration et le partage d’informations entre les chercheurs universitaires et privés financés par des fonds publics et la coopération entre les fabricants d’aliments pour animaux doivent être mis en place afin d’en tirer le maximum d’avantages. Ces perspectives de progrès doivent être complétées par des efforts de soutien de la part de ceux qui sont impliqués dans l’approvisionnement en ingrédients pour l’alimentation animale et dans les subtilités des chaînes d’approvisionnement en aliments pour animaux, qui sont à haut risque et nécessitent une gestion efficace pour la livraison. Quelle que soit la source des ingrédients nécessaires à la production d’aliments durables pour animaux, ces efforts doivent être complétés par des pratiques efficaces d’alimentation et de gestion des aliments, afin de réduire le gaspillage et d’accroître l’efficacité d’un système de production hautement durable tel que l’aquaculture. Bien qu’il ne s’agisse pas d’une panacée exclusive, la production durable d’aliments pour animaux aquatiques, associée à de nouveaux systèmes d’alimentation, jouera un rôle essentiel en tant qu’élément des pratiques de production aquacole durables à long terme.
