Les distributeurs automatiques d’aliments transforment l’aquaculture en permettant des régimes alimentaires précis qui favorisent la croissance et réduisent le gaspillage d’aliments. Les nourrisseurs à la demande offrent une alimentation sur mesure basée sur l’appétit des poissons et peuvent fonctionner sans électricité. Cette étude examine l’évolution et les progrès technologiques de ces distributeurs, y compris une enquête sur les recherches récentes. Il évalue les différentes conceptions de mangeoires et compare cinq configurations automatiques actuellement utilisées dans le commerce. L’article compare également les types de mangeoires et les tailles d’aliments pour différentes espèces d’élevage, à différents stades de la vie et dans différentes installations. Il souligne l’importance des stratégies d’alimentation spécifiques à chaque espèce et leurs effets sur le comportement des poissons, leur santé, l’apport en nutriments et la durabilité environnementale. L’intégration des capteurs et des technologies informatiques est mise en avant pour optimiser les algorithmes d’alimentation. En outre, la revue compile des études comparant les taux de croissance et les ratios de conversion alimentaire entre les distributeurs automatiques et les distributeurs à la demande par rapport aux méthodes traditionnelles d’alimentation à la main. Enfin, elle aborde l’intégration de la surveillance en temps réel et de l’analyse des données, en indiquant les orientations futures de la recherche et l’adoption par l’industrie.
1. Introduction
L’industrie de l’aquaculture a une riche histoire en ce qui concerne l’utilisation des technologies modernes pour améliorer la culture contrôlée des produits de la mer. Ce document explore l’évolution des pratiques aquacoles, en soulignant l’intégration de techniques innovantes qui ont émergé pour répondre à la demande mondiale croissante de produits de la mer tout en réduisant la pression sur les stocks de poissons sauvages. De ses origines anciennes à sa sophistication actuelle, l’aquaculture s’est transformée en un secteur vital pour la sécurité alimentaire et la durabilité.
Les racines de l’aquaculture remontent aux civilisations anciennes d’Asie, d’Afrique et d’Europe, avec des pratiques anciennes telles que l’élevage de carpes en étang dans la Chine néolithique. Au fil du temps, le secteur s’est diversifié, adoptant des technologies spécifiques à certaines espèces, comme l’élevage du tilapia en Égypte et la culture des huîtres dans l’Empire romain. Au cours des dernières décennies, des progrès tels que les nourrisseurs automatiques et les systèmes d’aquaculture en recirculation (RAS) ont révolutionné les méthodes de production, améliorant l’efficacité et répondant aux préoccupations environnementales.
Le marché des produits de la mer issus de l’aquaculture a connu une croissance régulière, stimulée par l’augmentation de la consommation et le déclin des pêcheries sauvages. Les gouvernements du monde entier reconnaissent le potentiel de l’aquaculture et plusieurs pays ont mis en place des politiques de soutien et des subventions. Les États-Unis, par exemple, ont donné la priorité à l’aquaculture depuis la loi nationale sur l’aquaculture de 1980, reflétant ainsi l’importance du secteur pour répondre à la demande de poisson.
Les innovations technologiques, en particulier les nourrisseurs automatiques, ont joué un rôle crucial dans l’expansion du secteur. Ces distributeurs améliorent la gestion des aliments, réduisent les déchets et diminuent les coûts de main-d’œuvre, ce qui permet d’améliorer les taux de conversion des aliments et l’utilisation des nutriments. En automatisant les processus d’alimentation, les exploitations aquacoles peuvent établir des programmes d’alimentation plus cohérents et plus efficaces, ce qui permet d’atténuer les risques associés à l’alimentation manuelle.
Les progrès de la génétique et de la biotechnologie améliorent également les pratiques aquacoles grâce à la reproduction sélective et à l’amélioration des techniques d’écloserie. Ces progrès ont permis de créer des souches génétiquement supérieures qui présentent de meilleurs taux de croissance et une meilleure résistance aux maladies. Les nourrisseurs automatiques complètent ces progrès en permettant des ajustements précis de l’alimentation, répondant ainsi aux besoins de ces espèces améliorées.
L’aquaculture accorde de plus en plus d’importance à la durabilité environnementale. Des innovations telles que les systèmes d’aquaculture multitrophique intégrée (AMTI) illustrent les efforts déployés pour minimiser l’impact écologique. En combinant l’élevage de poissons avec la culture d’algues ou de bivalves, les systèmes IMTA recyclent les nutriments et réduisent les déchets, démontrant ainsi l’engagement de l’industrie en faveur de pratiques durables.
L’aquaculture continuant à se développer, la demande de technologies d’alimentation efficaces et durables reste primordiale. Les distributeurs automatiques d’aliments sont devenus des outils essentiels pour atteindre ces objectifs, en permettant un contrôle précis des programmes d’alimentation et en réduisant l’impact sur l’environnement. Cet article passe en revue l’évolution des technologies d’alimentation en aquaculture, en examinant les applications des systèmes d’alimentation automatique et leurs contributions à la productivité, à la durabilité et à la viabilité économique.
Cette revue synthétise les connaissances et les recherches actuelles sur les systèmes d’alimentation en aquaculture et donne un aperçu des avantages et des défis liés aux différents régimes d’alimentation. En présentant les résultats quantitatifs de plusieurs études, le document vise à informer les praticiens de l’aquaculture sur les avantages potentiels de l’adoption de systèmes d’alimentation automatique dans leurs exploitations.
2. Contexte
L’aquaculture est une industrie mondiale en pleine expansion, cruciale pour la sécurité alimentaire, évaluée à 204 milliards de dollars en 2020, avec un taux de croissance prévu de 3,6 % entre 2021 et 2026. Des solutions d’alimentation efficaces sont vitales pour la rentabilité et la durabilité environnementale, ce qui a conduit à l’adoption de distributeurs automatiques qui améliorent la distribution des aliments et réduisent les coûts de main-d’œuvre. Les progrès historiques de la pisciculture ont ouvert la voie aux systèmes d’alimentation modernes, qui sont passés de simples minuteries à des installations sophistiquées dotées de capteurs et d’automates programmables. Ces innovations améliorent les performances dans diverses conditions et augmentent la précision des technologies de détection des poissons. Des stratégies d’alimentation sur mesure ont permis d’optimiser les taux de croissance et l’efficacité alimentaire de diverses espèces aquatiques. La mise en œuvre de programmes d’alimentation continue ou intermittente influence le comportement des poissons et l’absorption des nutriments. La durabilité est une préoccupation croissante, les distributeurs automatiques d’aliments contribuant à minimiser les déchets alimentaires et à améliorer la qualité de l’eau. L’intégration avec les systèmes de surveillance de l’environnement améliore encore l’efficacité de l’alimentation en ajustant les programmes sur la base de données en temps réel. Dans l’ensemble, les progrès technologiques réalisés dans le domaine des distributeurs automatiques d’aliments ont permis d’améliorer considérablement les pratiques aquacoles, en favorisant l’optimisation des ressources et en réduisant les incidences sur l’environnement.
3. MÉTHODES
Les systèmes d’alimentation automatique ont considérablement évolué depuis leur création, sous l’effet des innovations technologiques et des progrès scientifiques. Une des premières conceptions de David C. Smeltzer utilisait un contrepoids réglable pour distribuer des aliments à partir d’un bac (Uddin et al., 2016). Cela a jeté les bases d’une grande variété de conceptions de systèmes automatisés de distribution d’aliments en aquaculture. Les distributeurs d’aliments à la demande ont été largement dépassés par les distributeurs automatiques au cours des dernières années (Váradi, 1984). Toutefois, les distributeurs modernes d’aliments à la demande qui mesurent numériquement les indices d’appétit (par exemple, à l’aide de capteurs acoustiques ou de suivi des mouvements) sont de plus en plus adoptés (Jescovitch et al., 2018 ; Reis et al., 2020 ; Ullman, Rhodes, Hanson, et al., 2019).
3. 1. Alimentateurs à la demande
Les distributeurs d’aliments à la demande sont des solutions innovantes pour les exploitations aquacoles qui ne disposent pas d’électricité sur place et qui distribuent des aliments en fonction de l’activité des espèces élevées. Ils sont classés en deux catégories : les distributeurs à canne à appât (ou à pendule) et les distributeurs à plaque immergée. Les distributeurs d’aliments à tige d’appât sont constitués d’une tige rigide que les poissons peuvent agiter pour libérer une quantité fixe d’aliments, ce qui favorise un comportement acquis chez les poissons affamés. Toutefois, cette conception est moins efficace pour les jeunes poissons qui ne peuvent pas déclencher le mécanisme. Les mangeoires à pendule permettent également de mesurer l’appétit et le comportement alimentaire des poissons, comme l’a montré une étude sur le bar européen, où les individus dominants actionnent la mangeoire pour le groupe. À l’inverse, les mangeoires à plaque immergée libèrent de la nourriture lorsque les poissons consomment la totalité de la plaque, ce qui les rend adaptées aux poissons de petite taille. Malgré leurs avantages, les deux types de nourrisseurs risquent de provoquer une suralimentation en raison de déclencheurs trop sensibles ou d’activations involontaires, ce qui a incité l’industrie à se tourner vers les nourrisseurs automatiques afin d’améliorer le contrôle et la surveillance.
3. 2. Nourrisseurs automatiques
Les distributeurs automatiques ont révolutionné l’aquaculture en améliorant la précision de l’alimentation, en minimisant les déchets et en optimisant les taux de conversion alimentaire (TCA) par rapport aux distributeurs manuels à la demande. Les progrès technologiques ont conduit à la mise au point de divers modèles de distributeurs automatiques, principalement alimentés par des sources d’énergie électriques, pneumatiques ou hydrauliques. Certains distributeurs, comme ceux de type hawaïen, fonctionnent sans connexion électrique, tandis que les panneaux solaires photovoltaïques (PV) sont de plus en plus utilisés pour les installations hors réseau, en particulier dans les zones rurales d’Afrique subsaharienne.
Les distributeurs automatiques les plus courants se composent d’une trémie, d’un doseur motorisé ou d’une vis sans fin, et d’un ventilateur/propulseur qui disperse les aliments dans l’eau. Les aliments sont chargés dans la trémie et, par gravité, sont distribués à des taux contrôlés dans l’eau. Il existe des variantes, telles que celles dépourvues de moteur de projection, qui s’appuient uniquement sur la gravité pour la distribution des aliments. On parle alors de distributeurs automatiques à vis sans fin uniquement, tandis que la conception la plus répandue est connue sous le nom de distributeurs automatiques à épandage/jet. Une analyse comparative de ces types de distributeurs met en évidence leurs différences de fonctionnement et leur efficacité dans le cadre de l’aquaculture.
3.3. Configurations et applications des nourrisseurs
Le choix de la taille et du type de nourrisseur est influencé par des facteurs tels que le type d’enclos (étangs, filets ou réservoirs RAS) et les besoins spécifiques des poissons élevés.
Les cinq principales configurations de mangeoires automatiques comprennent la mangeoire simple, qui est la plus courante, avec une trémie et un doseur. Les nourrisseurs mobiles sont des systèmes montés sur camion qui automatisent l’alimentation tout en étant conduits manuellement entre les compartiments. Les distributeurs à rail fonctionnent sur un système de rail fixe, permettant à plusieurs modules de distribution de distribuer les aliments. Les distributeurs à chaîne utilisent un système à base de tubes pour transporter les aliments vers les enceintes, tandis que les distributeurs centraux utilisent un silo central pour distribuer les aliments par le biais de différents systèmes.
Les recherches de M. Tanveer et al. soulignent l’importance d’adapter les stratégies d’alimentation aux poissons d’âges et de tailles différents, ce qui est crucial pour sélectionner le type de nourrisseur approprié. Le document traite également de l’utilisation d’aliments vivants pour certaines espèces de poissons, en particulier les larves altricelles, qui ne peuvent pas digérer les aliments formulés immédiatement après l’éclosion. En revanche, les espèces précoces sont capables de consommer des aliments secs immédiatement grâce à leur système digestif plus développé.
4. PROGRÈS DANS LE DOMAINE DES DISTRIBUTEURS D’ALIMENTS
Les premiers distributeurs automatiques d’aliments pour l’aquaculture distribuaient des aliments selon des horaires fixes à l’aide de minuteries électriques ou mécaniques. Les progrès récents en matière de distributeurs automatiques d’aliments se sont concentrés sur l’amélioration de la fiabilité, de la précision et de l’efficacité de la distribution d’aliments. De nombreux distributeurs automatiques modernes intègrent des capteurs, des actionneurs et des automates programmables pour permettre des stratégies d’alimentation adaptatives basées sur l’âge et la taille des poissons, ainsi que sur le comportement des poissons en temps réel et les conditions environnementales. Ullman et al. décrivent comment le comportement des poissons est détecté ou suivi de manière autonome pour mesurer l’appétit des poissons et distribuer des aliments en conséquence avec les distributeurs automatiques (Ullman, Rhodes, & Allen Davis, 2019 ; Ullman, Rhodes, Hanson, et al., 2019).
4.1. Ajuster les régimes alimentaires
Les stratégies d’alimentation varient en fonction des espèces et des conditions d’aquaculture. Le Boucher et al. (2023) présentent des algorithmes d’optimisation de l’alimentation qui utilisent des données de capteurs en temps réel pour ajuster dynamiquement les taux d’alimentation en fonction de la taille, de l’âge et de l’appétit des poissons. Leurs méthodes – régression progressive, moyenne de modèle bayésien et polynôme factoriel multiple – améliorent l’efficacité de l’alimentation et les taux de croissance. Les systèmes d’alimentation automatisés influencent le comportement des poissons et les schémas d’ingestion, ce qui permet un contrôle précis des programmes d’alimentation. Paspatis et Boujard (1996) soulignent le rôle de ces systèmes dans l’optimisation du comportement alimentaire des salmonidés, ce qui se traduit par une croissance plus uniforme. Des facteurs tels que la faim, le stress, l’éclairage, la température et la chimie de l’eau affectent le comportement alimentaire, qui peut être surveillé par des capteurs avancés. Zhang et al. (2023) démontrent que ces capteurs permettent de réduire la compétition pour la nourriture et le stress chez les poissons d’élevage. Azzaydi et al. (2000) montrent en outre que la programmation des nourrisseurs en fonction des rythmes alimentaires naturels favorise une croissance saine et minimise l’impact sur l’environnement. Dans l’ensemble, les distributeurs automatiques d’aliments améliorent considérablement les opérations d’aquaculture en maximisant la croissance et en améliorant le bien-être des animaux.
4.2. Durabilité et mesures environnementales
La durabilité de l’aquaculture dépend de plus en plus d’une gestion efficace des ressources et de l’environnement. Les distributeurs automatiques d’aliments jouent un rôle important dans la réduction des taux de conversion alimentaire (TCA) et des déchets alimentaires, ce qui contribue à atténuer les effets néfastes sur l’environnement des rejets de nutriments et de la dégradation de l’écosystème. Les aliments non consommés contribuent à la présence de matières organiques dans l’eau, ce qui entraîne un enrichissement en nutriments préjudiciable aux écosystèmes aquatiques. Les évaluations mondiales de la concurrence entre les aliments et l’aquaculture utilisent les niveaux trophiques naturels et les ratios de conversion des protéines comestibles pour l’homme afin de minimiser les déchets d’aliments pour animaux. Des formulations d’aliments durables sont en cours de développement, incorporant des alternatives telles que le soja et les larves d’insectes, réduisant ainsi la dépendance vis-à-vis des ressources marines. La taille des aliments est cruciale pour les distributeurs automatiques, qui sont conçus pour des tailles d’aliments spécifiques. L’intégration des distributeurs automatiques d’aliments aux systèmes de surveillance de l’environnement améliore la gestion de l’aquaculture, en permettant la collecte de données en temps réel sur la qualité de l’eau. Cette intégration permet de mettre en place des stratégies d’alimentation adaptatives et de maintenir des conditions optimales pour la santé des poissons. Des stratégies efficaces de gestion des nutriments sont essentielles pour réduire la pollution de l’eau et l’empreinte écologique des exploitations aquacoles.
5. RÉSULTATS : COMPARAISON DES DISTRIBUTEURS D’ALIMENTS ET DES SCHÉMAS DE DISTRIBUTION D’ALIMENTS
Le moment de la distribution des aliments est crucial pour fournir des nutriments précis, optimisant ainsi la croissance et la qualité nutritionnelle en aquaculture. Les différentes espèces cultivées dans l’industrie ont des comportements alimentaires et des besoins nutritionnels uniques, nécessitant des régimes alimentaires personnalisés. Les distributeurs automatiques peuvent être adaptés à ces exigences spécifiques, ce qui permet d’obtenir des taux de croissance élevés et de réduire le gaspillage alimentaire. Les distributeurs automatiques à la demande sont apparus comme une alternative prometteuse, avec des résultats de croissance supérieurs dans des études récentes. Des études sur l’espèce de crevette Litopenaeus vannamei révèlent que l’alimentation à la demande est plus performante que les méthodes traditionnelles d’alimentation manuelle en termes de gain de poids et de taux de croissance. Bien que les résultats soient spécifiques à cette espèce de crevette, les stratégies d’alimentation optimales varient d’une espèce à l’autre et nécessitent des ajustements en fonction de l’âge et de la taille. Il est essentiel pour la santé et la croissance des espèces d’élevage de veiller à ce que le mélange de nutriments soit adéquat. Par exemple, la composition en lipides des aliments à base de krill est essentielle pour différentes espèces de truites et de saumons, tandis que les régimes équilibrés pour les huîtres visent à répondre aux besoins nutritionnels tout en minimisant l’impact sur l’environnement.
Fig. : Taux de croissance hebdomadaires et poids finaux résultant de différents régimes alimentaires et options d’alimentation pour les crevettes élevées en étang (Litopenaeus vannamei) (Jescovitch et al., 2018 ; Reis et al., 2020 ; Ullman, Rhodes, Hanson, et al., 2019).
6. Discussion
Les distributeurs automatiques d’aliments se prêtent à des recherches visant à améliorer l’efficacité et la durabilité. Les technologies de pointe, telles que les capteurs numériques, sont essentielles pour une distribution précise des aliments et un suivi en temps réel du comportement des poissons (Van Riel et al., 2023). Ces capteurs permettent d’ajuster les programmes d’alimentation en fonction des conditions environnementales, ce qui maximise l’efficacité de l’alimentation et minimise le gaspillage. Par exemple, les capteurs acoustiques permettent une alimentation en temps réel basée sur le comportement des poissons, améliorant ainsi la production dans l’élevage de crevettes (Ullman et al., 2019). L’Internet des objets (IoT) améliore la surveillance à distance et la transmission des données, vitales pour la supervision opérationnelle (Arepalli & Naik, 2024). Les développements futurs intégreront l’IA et l’apprentissage automatique pour des stratégies d’alimentation adaptatives (Hu et al., 2022).
L’efficacité du fonctionnement et de l’entretien des nourrisseurs est essentielle à leur longévité. Les programmes de formation du personnel aquacole sur la gestion des nourrisseurs et les calendriers d’entretien réguliers sont essentiels pour garantir des performances fiables (Myers, 2021). L’analyse des données joue un rôle clé dans l’optimisation de la gestion des aliments, en fournissant des indications sur les taux d’alimentation et la croissance des poissons, ce qui permet d’affiner les protocoles d’alimentation (Zhang et al., 2023).
Le respect des normes réglementaires et la promotion de pratiques durables sont fondamentaux pour une aquaculture responsable. Le respect des réglementations locales et des pratiques de gestion durable des aliments pour animaux est essentiel pour la gestion de l’environnement (Shipton & Hecht, 2013). L’investissement continu dans la recherche et la collaboration entre les parties prenantes sont essentiels pour l’innovation dans la technologie des nourrisseurs, en relevant des défis tels que la fiabilité et les formulations optimales d’aliments pour animaux. L’adoption de technologies émergentes permettra d’améliorer les performances des nourrisseurs et d’étendre leur utilisation dans divers environnements aquacoles, afin de répondre à la demande mondiale de produits de la mer tout en protégeant les écosystèmes aquatiques.
7. Conclusion
Les distributeurs automatiques d’aliments sont devenus essentiels pour développer l’aquaculture moderne et améliorer la rentabilité. Ils offrent précision, efficacité et durabilité, ce qui permet des gains de poids plus importants que l’alimentation manuelle traditionnelle. Des études indiquent que l’alimentation à la demande, qui s’adapte à l’appétit des poissons ou des crustacés, permet d’obtenir des taux de croissance et des poids finaux encore meilleurs qu’avec les distributeurs automatiques temporisés. Ces informations sont essentielles pour les agriculteurs lorsqu’ils choisissent les distributeurs d’aliments pour leur exploitation. En tirant parti des avancées technologiques et de la science des données, ces nourrisseurs améliorent la production sans sacrifier l’efficacité ou la responsabilité environnementale. L’adoption de mangeoires mécanisées représente une opportunité de transformation pour la durabilité et la rentabilité de l’aquaculture. L’adaptation des aliments et des régimes à des espèces spécifiques permettra d’améliorer la production aquacole tout en réduisant le coût des produits de la mer, ce qui, en fin de compte, permettra de faire face à la pénurie alimentaire et de fournir des protéines à un prix abordable. En mettant l’accent sur la gestion de l’environnement et la fiabilité opérationnelle, la recherche et la collaboration continues sont essentielles pour maximiser les avantages des nourrisseurs automatiques afin de répondre à la demande mondiale de produits de la mer tout en protégeant les écosystèmes marins.
Source : Thornburg, J. (2025). Feed the fish: A review of aquaculture feeders and theirstrategic implementation. Journal of the World Aquaculture Society, 56(2), e70016. https://doi.org/10.1111/jwas.70016.
