Brevet FR2234855A1 — publié le 19750124

La présente invention se rapporte à un procédé et à un système de traitement des grandes quantités d'eau nécessaires pour l'é- levage de poissons d'eau douce en-milieu artificiel. Elle vise, plus particulièrement, un procédé pour la circulation et le traitement economique de l'eau, permettant de réutiliser cette dernière. I1 est intéressant, pour de nombreuses raisons, d'élever des poissons dans un milieu artificiel. Parmi ces raisons, on peut citer la protection contre les predateurs, la prévention de llinfec- tion et des maladies, la fourniture d'alimentation et d'oxygène en quantité optimale pour la croissance des poissons, l'établis- sement d'un programme annuel de production permettant de produire le poisson en quantité et à la cadence désirées pour les besoins du marché, et l'utilisation au meilleur rendement de l'équipement et de l'organisation de production et-de vente. Pour que l'opération d'élevage des poissons soit économique, les poissons doivent être produits avec une densite de population très élevé, pour un volume donné. Cependant, pour fournir l'oxy- gène nécessaire et éliminer les déchets du métabolisme, il faut que l'eau circule à travers le milieu artificiel dans lequel les poissons sont élevés de façon intensive. En conséquence, de grandes quantités d'eau sont nécessaires. Cette eau doit être pure, sa température peu variable et elle doit être disponible en grande quantité. I1 existe donc relativement peu de zones dans lesquelles on trouve de l'eau possédant les qualités optimales.Ces zones sont utilisables seulement si un procedé permet de renvoyer dans le sol ou la nappe aquifère d'ou provient l'eau, une grande partie de l'eau utilisée. La présente invention a donc pour objet un procede d'exploitation de l'eau, capable de fournir de façon continue les grandes quantités d'eau nécessaires à l'élevage économique et à haute densité de poissons. Le système suivant l'invention a encore pour avantages d'e- viter la perte de l'eau utilisée et de fournir cependant aux poissons en élevage une eau propre sensiblement exempte de métabolites, notamment d'ammoniaque, et exempte de bacteries pathogènes ou autres sources de contamination. L'invention a également pour objet un systeme capable de maintenir à la température désirée l'eau fournie aux poissons, de façon à favoriser la croissance de ces derniers. Dans le système suivant l'invention, on utilise une nappe aquifère naturelle limitée, comme source d'eau pour une opération d'elevage de poissons. L'eau est prélevée dans la nappe par une pluralité de puits ou sources, et amenée a la surface dans des réservoirs et/ou canaux dans lesquels sont élevés les poissons. L'eau traverse ensuite une série de réservoirs et/ou canaux d'éle- vage. Pendant cette traversée, l'eau est traitée par addition au moins d'oxygène et de produits nutritifs. L'eau recueille les mé- tabolites, notamment l'ammoniaque, rejetés par les poissons. L'eau devient donc suffisamment polluée pour qu'on ne puisse plus l'utiliser pour l'élevage économique des poissons. Cette eau, qui n'est plus utilisable dans la partie du systeme correspondant à l'eleva- ge proprement dit, est ensuite filtrée pour enlever les particules solides ou les composants séparables des metabolites. L'eau fil trée aboutit dans un grand bassin de décantation qui, dans la forme préférée de réalisation, est revêtue de coquilles d'huitres. Pendant le séjour de l'eau dans le bassin de décantation, une grande partie de l'ammoniaque s'échappe a l'atmosphère. En outre, les rayons solaires provoquent une decomposition de certains des composés ammoniaqués, ce qui libère de l'ammoniaque qui s'échappe également. Ces deux effets réduisent à une valeur acceptable la quantité de produits ammoniaqués dissous. L'eau traverse ensuite progressivement la couche de coquilles d'huitres et pénètre dans le sol, autour et au-dessous du bassin de décantation.L'eau traverse une certaine épaisseur de terrain, ou elle se purifie encore davdntage, et revient à la nappe aquifere. Dals cette nappe, la température de l'eau reprend son équilibre a c l'eau de la nappe, qui est à une valeur optimale pour laquelle le site a été chois-i en premier lieu. Cette température est ci le qui correspond a la croissance optimale des espèces de poissons à élevés. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparateront à la lecture de la présente descripti de sa forme de réalisation, non limitative, représentée sur le dessins indexes. La figure 1 est une représentation schémat j' du système suivant l'invention, et la figure 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 1. Le système d'élevage des poissons, repr-sç -e sur la figure 1, est une forme préferée de mise en oeuvre de l'invention et il est installé sur une surface de terrain 2, de conf ration sensiblement plane. Une couche ou nappeaquifère 4 {flgEre 2) est située à une certaine distance au-dessous de la surface du sol Une pluralité de stations de pompage 6, construites à la surface, prélèvent l'eau da-ns la nappe 4, par des conduits de puisage 8 de type usuel, plongeant dans la nappe. Les diverses stations de pompage 6 refoulent l'eau vers une station centrale 10 de distribution. A partir de la station centrale 10, l'eau est refoulée à travers une série de grands réservoirs verticaux 12, dans lesquels sont placés les poissons. La densité des poissons dans ces reservoirs est très élevée. Pendant son passage dans les différentes réservoirs 12, l'eau est polluée par les produits rejetés par tes poissons. Ces rejets comprennent des composants solides, tels qu'excréments et aliments non consommes, ainsi que des metabolites dissous, notamment de l'ammoniaque et des composés ammoniaqués, ou des produits provenant des poissons. Si la quantité d'eau de la nappe était pratiquement illimitée, l'eau polluée sortant du dernier des réservoirs 12 pourrait être évacuée directement à une sortie appropriée, une riviere par exemple, de l'eau propre extraite de la nappe aquifère remplaçant l'eau perdue. Toutefois, le présent système est destiné à être utilise en de nombreux endroits où le volume total de l'eau de la nappe n'est pas illimité, relativement aux quantités journalières nécessaires pour l'élevage. Par exemple, on peut envisager de mettre en oeuvre un système d'élevage de poissons suivant la presente invention en certaines régions ou la surface des nappes aquiferes disponibles est de l'ordre d'un kilomètre carre.Avec un débit envisagé de l'ordre de plusieurs dizaines de millions de litres par jour et sans renouvellement de l'eau de la nappe, le niveau de cette derniere pourrait s'abaisser assez considerablement, en l'espace d'un mois, pour qu'on soit obligé d'installer des puits plus profonds et des stations de pompage plus puissantes. La nappe aquifère pourrait même finalement s'épuiser complètement. Il est donc souhaitable de renvoyer l'eau polluée, sortant des réservoirs 12, vers la nappe pour maintenir-celle-ci à un niveau d'eau stable. Toutefois, si cette opération était effectuee directement, la concentration en polluants dans la nappe augmenterait par accumulation. Finalement, l'eau pompee dans la nappe et refoulée dans les réservoirs 12 serait si polluée qu'elle ralentirait la croissance des poissons à une valeur ne permettant plus de maintenir l'économie du système à un niveau au moins egal à celui des autres procedes d'élevage de poissons. il est par conséquent nécessaire, avec une nappe aquifère limitée, de renvoyer l'eau des réservoirs 12 à la nappe, après en avoir eliminer la pollution. Pour ce faire, l'eau sortant du dernier des réservoirs 12 est envoyée à un fossé 14, creusé dans la surface 2 du terrain et entourant les réservoirs comme une douve. Le fossé est situé au-dessus de la nappe 2, à l'intérieur des limites périphériques de celle-ci, de façon a ce que la plus grande partie de l'eau qui arrive dans le fossé 14 percole vers le bas à travers les couches de terrain et retourne à la nappe aquifère. De préférence, pour obtenir une vitesse satisfaisante de percolation, il faut choisir une couche de terrain contenant des proportions substantielles de calcaire et de gravier. Le fossé 14 est relativement peu profond, de façon a présenter une grande surface d'eau libre aux effets de l'atmosphère et des rayons solaires. Cette grande surface libre facilite l'échap- pement de l'ammoniaque dans l'atmosphère, ce qui réduit la concentration en ammoniaque et produits ammoniaqués dissous dans l'eau. Cette faible profondeur augmente également l'effet des rayons solaires qui pénètrent dans l'eau. Ce rayonnement tend en outre à dissocier les produits ammoniaqués et à libérer l'ammoniaque à l'atmosphère. Il en résulte que l'eau qui se trouve dans le fossé est ramenée, par les effets de l'exposition à l'atmosphère et au soleil, à un etat dans lequel B teneur en produits ammo niaqués dissous à une valeur faible acceptable. Le sol lui-même agit comme un filtre retenant les déchets solides, pendant la percolation de retour de l'eau vers la nappe, de sorte que ces déchets n'atteignent pas la nappe. De plus, les bactéries qui se trouvent naturellement dans le sol decomposent les quelques produits ammoniaqués qui pourraient rester encore en solution. La distance dont l'eau doit percoler à travers le terrain est généralement de l'ordre de 100 mètres ou davantage et les effets ci--dessus se poursuivent dont pendant une période prolongée. Il en resulte que l'eau~qui revient à la nappe aquifère est sensiblement exempte de pollution. En outre, l'eau qui percole est amenée à la température du terrain environnant, de sorte que l'eau atteint la nappe aquifère à la température de cette dernière. Ainsi, l'eau extraite de la nappe est à une température sensiblement constante et T'espèce particuliere de poissons de l'élevage peut être adaptée à cette température, de manière à obtenir la croissance optimale. Selon une autre caractéristique de l'invention, le lit du fossé 14 peut être garni de coquilles d'huitres 16 (figure 2), car on a constaté que ces coquilles constituent une surface sur laquelle peuvent pousser des cultures de champignons et des bac teries qui décomposent les composés ammoniaqués dissous. On voit que le systeme d'élevage de poissons suivant l'invention, décrit ci-dessus, permet d'obtenir une production industrielle à haute densité de poissons, l'interieur des terres, au moyen d'une nappe aquifère de capacite limitée. Le recyclage de l'eau permet de maintenir un niveau sensiblement constant de la nappe, de sorte qu'on peut utiliser de façon continue des puits de profondeur fixe et un équipement de pompage de caractéristiques prédéterminées. En outre, l'éjimination des dechets contenus dans veau, par les effets de l'atmosphère et du rayonnement solaire et par percolation à travers les couches de terrain jusqu'à la nappa3 permet de recycler l'eau sans aboutir a une accumulation progressive de pollution qui risquerait d'atteindre une valeur inacceptable. REVENDICATIONS 1- Procédé d'élevage intensif de poissons, a un endroit situé a I'intérieur des terres à une certaine distance au-dessus d'une nappe aquifère, caractérise en ce qu'il consiste a : amener l'eau a la surface du sol par au moins un puits s'enfonçant dans la nappe; faire passer l'eau à travers au moins une zone délimitée, dans laquelle les poissons sont retenus avec une grande densité de population; entrainer dans l'eau, pendant sa traversée de ladite zone, les déchets associés aux poissons et comprenant notamment des rejets solides et de l'ammoniaque en solution; et envoyer l'eau à un bassin de décantation creusé dans le sol, a un debit sensiblement égal au débit combiné de disparition d'eau du bassin par évaporation et par percolation vers le bas a travers les couches de terrain jusqu'à la nappe. 2- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à donner au bassin de décantation une configuration relativement peu profond, de façon à donner une valeur maximale a la surface libre de l'eau exposée à l'atmosphère et au rayonnement solaire, ce qui augmente la vitesse de dégagement de l'ammoniaque a l'atmosphère et de Sa dégradation en solution par action du soleil. 3- Procédé suivant la revendica'tion 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend le'revêtement des parois du bassin de décantation avec des coquilles d'huitres, qui servent de support pour la croissance de bacteries décomposant les produits ammoniaqués dissous dans l'eau. 4- Procédé suivant une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on situe la zone, dans laquelle les poissons sont retenus, sensiblement centralement au-dessus de la nappe aquifère, et en ce qu'on donne au bassin-de décantation la configuration d'un fossé annulaire à la périphérie, au-dessus et à I'intérieur des limites de ladite nappe, de façon à ce que la plus grande partie de l'eau qui percole vers le bas à travers les couches de terrain, à partir dudit bassin retourne à la nappe aquifere. 5- Systeme pour la mise en oeuvre du procédé d'élevage ;nen- sif de poissons suivant une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend : des moyens de puisage qui pénètrent dans le sol et communiquent avec la nappe aquifère pour amener à la surface l'eau de cette derniere; des réservoirs, disposes à la surface du sol, qui contiennent les poissons avec une grande densité de population, lesdits réservoirs étant reliés auxdits moyens de puisage de façon a recevoir un débit continu et important d'eau; et un bassin de décantation creusé dans la surface du sol, en communication de fluide avec lesdits réservoirs de façon à recevoir l'eau qui en sort, ledit bassin laissant percoler l'eau à travers les couches sous-jacentes de terrain, vers la nappe aquifere, ce qui permet d'éliminer de l'eau les déchets solides et de décomposer les produits ammoniaqués par l'action des bactéries naturellement presentes dans les terrains traversés. 6- Système suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le bassin de décantation est relativement peu profond, de façon à presenter à l'atmosphère et à la lumière solaire un plan d'eau de surface maximale, ce qui permet d'augmenter le dégagement d'ammoniaque par évaporation, et la. dégradation de produits am maniaques par action du soleil. 7- Système suivant la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu'une couche de coquilles d'huitres est formée sur le lit du bassin de décantation, lesdites coquilles étant couvertes d'une couche de bactéries qui décomposent les produits ammoniaqués dissous dans liteau. 8- Systeme suivant une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le bassin de décantation a la configuration d'un fosse entourant les réservoirs est situé sensiblement au centre, audessus et à l'intérieur des limites de la nappe aquifère, de façon à ce que la plus grande partie de l'eau qui percole du bassin retourne à la nappe aquifère.