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The possibility of silver (Hypophthalmichthys molitrix Val.) and grass carp (Ctenopharyngodon idella Val.) breeding in a pond of fish culture receiving the HRPTS [High Rate Ponds Technology System] effluent was studied. The experiment was achieved at the wastewater treatment plant of the "Institut Agronomique et Vétérinaire Hassan II" in Rabat (Morroco). No supplementary food was added to the fish pond. During a study period of 100 days, the silver carp production was very important (1.2 kg.m-3), with a low mortality rate (12%). The individual mean weight increased from 13 to 113 g, with a mean weight gain of 1 g.day-1. The grass carp production showed a very low production (0.05 kg.m-3) and a high mortality rate (up to 46%). The individual mean weight changed from 2 to 36 g, with a mean weight gain of 0.34 g.day-1.
Les eaux usées constituent un milieu très favorable pour le développement des algues et du zooplancton. Leur utilisation pour fertiliser les bassins d’élevage de poisson est une pratique très courante dans les pays asiatiques (Edwards, 1993; Mara et al., 1993; Rajan & Raj, 1997). L’élevage du poisson dans les eaux usées s’accompagne d’une production importante de poisson qui peut atteindre 3,7 à 7,5 t.ha-1.an-1 (Li, 1991) et, en même temps, il contribue à l’amélioration de la qualité des eaux usées (Schroeder, 1975).
La carpe argentée dont le régime est planctonophage (Bitterlich & Gnaigher, 1984) est une espèce qui peut s’adapter au système de traitement par Technologie des Bassins à Haut Rendement (TBHR) (El Hafiane et al., 2003) dont l’effluent est riche en phytoplancton et en zooplancton. La carpe herbivore dont le régime est phytophage (Bardach, 1997) peut se nourrir à partir des algues benthiques disponibles dans le bassin d’élevage.
L’objectif de ce travail est d’étudier la possibilité d’élevage de la carpe argentée et de la carpe herbivore dans l’effluent d’une station d’épuration de type TBHR sans l’utilisation de nourriture supplémentaire.
L’expérience a eu lieu à la station d’épuration de l’Institut Agronomique et Vétérinaire Hassan II (IAV). Cette station, qui reçoit les eaux usées émanant des locaux du campus de l’IAV avec un débit moyen de 63 m3.j-1, utilise comme système de traitement la Technologie des Bassins à Haut Rendement (TBHR). Au sein de l’unité d’épuration, les eaux usées sont soumises à deux types de traitement consécutifs: un traitement anaérobie à haut rendement et un traitement aérobie à haut rendement (El Hafiane, 2003).
D’une superficie de 26 m2 et d’une profondeur de 1,2 m, le bassin d’élevage du poisson est situé à l’aval de l’unité d’épuration. Il reçoit l’effluent de cette unité avec un débit moyen de 4,3 à 9 m3.j-1.
Les alevins de poisson de 1 à 3 g provenant de la station de Deroua (Béni Mellal) ont été introduits dans le bassin d’élevage en mars 2001. Les espèces introduites sont la carpe argentée (Hypophthalmichthys molitrix Val.) et la carpe herbivore (Ctenopharyngodon idella Val.). Pour permettre aux poissons de récupérer suite au stress causé par le transport, le bassin d’élevage a été alimenté par de l’eau du bassin d'irrigation de l'IAV Hassan II durant les 15 premiers jours après leur introduction. Le taux de mortalité de la carpe argentée en cette période a été très faible (6%). Par contre, celui de la carpe herbivore a été élevé (47%). Les poissons ont été ensuite soumis à une adaptation à l’effluent de la TBHR en remplaçant progressivement l’eau de puits par cet effluent. Après cette étape, qui a duré 15 jours, le bassin a été exclusivement alimenté par l’effluent de la TBHR.
L’expérience a eu lieu, entre avril et juillet 2001, sur 548 alevins de carpes argentées d’une charge de 0,23 kg.m-3 et de 76 carpes herbivores d’une charge de 0,01 kg.m-3. Le débit d’alimentation du bassin a été de 4,3 m3.j-1 entre avril et juin et de 9 m3.j-1 en juillet. Une injection mécanique d’air pendant la nuit a été effectuée dans le bassin d’élevage afin d’éviter l’anoxie. Les poissons n’ont reçu aucune alimentation supplémentaire durant la période d’élevage.
Des prélèvements bi-mensuels d’eau à l’entrée (influent) et dans le bassin d’élevage ont été effectués toutes les deux heures de 8 h à 18h, dans des bouteilles en polyéthylène d’une capacité d’un litre.
Les échantillons prélevés pendant la journée au niveau de l’influent du bassin d’élevage ont été mélangés pour constituer un échantillon composite de l’influent. Dans le bassin d’élevage, les prélèvements ont été effectués près de la sortie, en surface et à 5 profondeurs espacées de 20 cm. Tous les échantillons prélevés pendant la journée ont été mélangés pour constituer un échantillon composite représentatif du bassin.
Les analyses physico-chimiques et biologiques de l’eau ont porté sur le composite de l’influent et sur celui du bassin d’élevage. Elles ont concerné les paramètres suivants: température (T), oxygène dissous (OD), pH, conductivité électrique (CE), azote-ammoniac (N-NH3), azote-ammonium (N-NH4 ), azote-nitrites (N-NO2 ), phytoplancton et zooplancton.
Le pH a été mesuré à l’aide d’un pH-mètre portatif de type Metrohm 744 et la CE à l’aide d’un conductimètre de type WTW. La T et l’OD ont été mesurés à l’aide d’un oxymètre portatif de type WTW à thermomètre incorporé. Au niveau de l’influent, ces paramètres ont été mesurés in situ directement au niveau des échantillons ponctuels prélevés. Dans le bassin d’élevage, le pH et la CE ont été mesurés in situ directement au niveau des échantillons ponctuels prélevés alors que la T et l’OD ont été mesurés in situ à 20 cm de la surface du bassin, en continu durant 48 heures, la veille et pendant le jour des prélèvements, en liant l’oxymètre à thermomètre incorporé à un enregistreur de type Squirrel meter Logger (Grant).
Les analyses chimiques de l’eau ont été effectuées selon les méthodes décrites par Rodier (1996). Les teneurs en N-NH3 ont été calculées à partir de l’équation d’Emerson et al. (1975). Le plancton a été déterminé au microscope photonique de type Olympus, selon Bourrely (1966; 1968; 1970) et Cox (1981). Le dénombrement des cellules algales a été effectué à l’aide de la cellule de Thoma et celui du zooplancton à l’aide de la cellule de Rosenthal.
Des pêches de poisson ont été réalisées bi- mensuellement dans le bassin d’élevage, à l’aide d’un filet lesté. Des mesures du poids et de la taille ont été effectuées sur des échantillons de 160 individus, à l’aide d’une balance de précision et d’une règle graduée au mm. Les poissons ont été remis dans le bassin d’élevage après chaque pêche.
Les caractéristiques physico-chimiques et biologiques de l’eau au niveau de l’influent et du bassin d’élevage sont présentées dans le tableau 1.
Tableau 1. Paramètres physico-chimiques et biologiques de l’eau du bassin d’élevage moyenne +- erreur standard), (nombre de données = 8)
Les températures moyennes de l’influent et du bassin d’élevage sont très proches. La gamme de températures journalières moyennes enregistrées dans le bassin d’élevage est de 20 à 28C, avec un écart thermique entre le jour et la nuit de 0,7C (Figure 1a).
Le taux d’OD dans le bassin d’élevage est nettement inférieur à celui de l’influent. Il varie de 6 à 14 mg.l-1 pendant le jour et de 1,3 à 6 mg.l-1 pendant la nuit (Figure 1b).
Le pH et la conductivité électrique dans le bassin sont très proches de ceux de l’influent. Le pH diurne varie de 7,8 à 8,9 (Figure 1c) et la CE est de l’ordre de 963 uS/cm. Les teneurs en N-NH4 et enN-NH3 sont de 14 et 10 mg.l respectivement au niveau de l’influent et diminuent à 11 et 4 mg.l-1 respectivement dans le bassin d’élevage. Les teneurs en nitrites connaissent une faible augmentation en passant de l’influent au bassin d’élevage.
Les concentrations en chl-a sont de 0,6 mg.l-1 au niveau de l’influent et de 0,3 mg.l-1 au niveau du bassin d’élevage. Pour le phytoplancton, les concentrations sont de 4,8.108 cellule.l-1 au niveau de l’influent et de 1,3.108 cellule.l-1 au niveau du bassin d’élevage. Les concentrations en zooplancton sont de 5,4.105 indiv.l-1 au niveau de l’influent et de 1,3.105 indiv.l-1 dans le bassin d’élevage.
Le phytoplancton est dominé par les espèces Micractinium pusillum entre avril et mai, Actinastrum hantzschi, en juin et par Microcystissp. en juillet. On note également la présence du genre Lyngbia (Cyanophycée filamenteuse) dont les colonies recouvrent les parois du bassin.
Le zooplancton est dominé par les ciliés (Paramecium caudatum et Gymnodinioides inkystans) et les rotifères (Keratella cochlearis, Rotaria sp. et Filinia longiseta).
La production des carpes argentées réalisée en 100 jours est de 1,2 kg.m-3. Le poids moyen par individu est passé de 13 à 113 g (Figure 2) et la taille moyenne par individu de 11 à 22 cm (Figure 3). Le gain de poids moyen est de l’ordre de 1 g.j-1. Les gains de poids les plus importants ont été enregistrés à des températures de 27 à 28C (Figures 1a et 4). Le gain de taille est de l’ordre de 1,2 mm.j-1 (Figure 4). La charge en carpes argentées est de 0,24 à 1,4 kg.m-3 (Figure 5).
Des mortalités de carpes argentées ont eu lieu, le 3 juin, suite à une chute importante du taux d’OD dans le bassin pendant la nuit qui a atteint 1 mg.l-1. Le taux de mortalité a atteint 12%. Juste après cet incident, une réduction de la densité de la carpe argentée à 12 poissons.m-3 a été effectuée afin de diminuer la pression sur la demande en oxygène dans le bassin d’élevage.
La carpe herbivore a connu une mortalité très importante au cours de la période d’étude (46%). Elle a également montré une faible croissance. Son poids moyen par individu est passé de 2,3 à 36 g (Figure 2) et sa taille moyenne de 3 à 13 cm (Figure 3).
Le gain de poids moyen est de 0,34 g/j. Il a été très faible entre avril et juin, mais il a augmenté à 0,5 g/j en juin et juillet (Figure 4). Le gain de taille est de l’ordre de 0,3 à 1,6 mm/j (Figure 4).
La charge en carpes herbivores est restée très faible durant toute la période d’étude (0,01 à 0,06 kg.m-3) (Figure 5).
En 100 jours, la production de la carpe argentée a été très importante (1,2 kg.m-3). Le taux de survie a été également important (88%) et supérieur à celui obtenu par Liang et al. (1998) dont la valeur n’a pas dépassé 60%. Le gain de poids moyen est très proche de la valeur 1,3 g.j-1 obtenue par Gaigher & Krause (1983). Il semble hautement dépendant de la température.
D’après Petit (1990), la gamme de températures optimales pour la croissance est située entre 25 et 30 C. Dans notre cas, il augmente au-delà de 0,6 g.j-1 dès que la température dépasse 24C et les gains de poids les plus importants (1,3 à 2 g.j-1 ) ont été obtenus à 28 C considérée par Templeton (1984) comme la température optimale de croissance.
D’après Barry & Costa-Pierce (1992), la période favorable à la croissance de la carpe argentée dans son milieu d’origine (Asie) est située entre avril et juillet, à une gamme de températures de 18 à 25 C. Donc, l’élevage a été réalisé dans des conditions de températures favorables à la croissance de la carpe argentée (entre 20 et 28 C).
L’effluent du système de traitement par TBHR est riche en phytoplancton et en zooplancton considérés comme la nourriture privilégiée de la carpe argentée dont le régime est planctonophage (Bitterlich & Gaigher, 1984).
Les concentrations en phytoplancton et en zooplancton apportées par l’influent sont très importantes et dépassent de loin les concentrations rencontrées dans les milieux naturels. Donc, la nourriture n’a pas été un facteur limitant pour la croissance. N’empêche qu’elle pourrait avoir eu un effet négatif sur la croissance du poisson en augmentant la turbidité de l’eau. Mais aucun signe de stress manifestant un problème de colmatage des branchies n’a été observé.
Les paramètres physico-chimiques de l’effluent de la TBHR n’offrent pas non plus des conditions favorables à la vie et à la croissance (Andrews et al., 1971; Crawford & Allen, 1977).
Les pH enregistrés au niveau du bassin d’élevage (7,8 à 8,9) sont dans les normes de pH favorables à la pisciculture situées entre 6,5 et 9 (Boyd, 1979).
Toutefois, les taux élevés de N-NH+ dans l’influent du bassin d’élevage pourraient poser un problème en pisciculture car ils sont capables de se convertir en N-NH3 toxique pour le poisson sous l’effet de l’augmentation du pH ou de la température (Edwards, 1990). Cet élément est également produit dans le bassin d’élevage par le poisson (Beamish et Thomas, 1984).
Ainsi, les taux de N-NH3 ont été beaucoup plus élevés par rapport à la norme de 0,41 mg.l-1 (Bartone & Khouri, 1988) et de 1 à 1,5 mg.l-1 (Cointreau, 1990).
Les taux de N-NO- dans l’influent ont été également élevés par rapport à la norme favorable à la pisciculture de 0,03 mg.l-1 (Meade 1989) et ont augmenté davantage au niveau du bassin d’élevage suite au processus de nitrification.
Grâce à la photosynthèse, les taux d’OD diurnes, ont été très importants dans le bassin d’élevage, atteignant souvent la sursaturation. Mais pendant la nuit, ces taux ont été beaucoup plus faibles malgré l’aération mécanique et se sont souvent maintenus inférieurs à 5 mg/l, considérée comme la valeur limite favorable à la croissance du poisson (Meade 1989; Lawson, 1995).
Les taux d'OD nocturnes sont restés au-dessus du seuil-critique de 2 mg/l durant la période située entre avril et mai, mais ils sont descendus en dessous de ce seuil à partir de juin. Ceci a été à l’origine de la mortalité massive du poisson pendant le 3 juin.
Cette chute a été attribuée à l’augmentation importante de la charge en poisson qui a atteint 0,8 kg.m-3. Ceci a conduit à un épuisement de l’OD pendant la nuit à cause de la forte demande en oxygène qui devait dépasser l’apport en cet élément par l’aération mécanique.
Comme mesure corrective, on a immédiatement procédé à une réduction de la densité du poisson dans le bassin d’élevage. Ainsi, la mortalité s’est arrêtée durant le reste de la période bien que le taux d’OD pendant la nuit n’ait pas augmenté au delà de 2 mg.l-1, ce qui laisserait comprendre que le poisson a pu s’adapter à ces faibles teneurs.
Les résultats de l’expérience ont montré que la carpe argentée a connu une bonne croissance, avec un taux de survie très élevé malgré les conditions défavorables précitées. Cette espèce semble, donc, s’adapter aux conditions difficiles de l’effluent de la TBHR.
Cependant, le taux de croissance de la carpe argentée reste nettement inférieur à celui rencontré dans les milieux naturels, tel est le cas du barrage de Sidi Mohamed Ben Abdallah où le gain de poids par cette espèce a pu atteindre 9 g.j-1 (Direction des Eaux et Forêts, 1986, 1993, 2000).
La faible production de la carpe herbivore (4% de la production totale, avec un taux de survie de 54%),est étroitement liée au manque de nourriture suffisante pour la croissance de cette espèce. Le taux de survie reste assez important en tenant compte des conditions physico-chimiques difficiles de l’effluent de la TBHR et du bassin d’élevage et montre que la carpe herbivore est capable de s’adapter à ces conditions.
Par ailleurs, la nourriture très limitée au niveau du bassin d’élevage a été un facteur limitant de sa croissance.
Une seule espèce benthique appartenant à la classe des Cyanophycées (Lyngbia sp.) s’est développée sur les parois du bassin d’élevage (non publié), d’où la nécessité de l’utilisation d’une nourriture supplémentaire dans le cas de cet élevage.
L’élevage de la carpe argentée constitue donc un moyen efficace pour valoriser l’effluent d’une station d’épuration de type TBHR à travers la production du poisson. Par conséquent, cette pratique doit être effectuée avec une haute prudence, car elle nécessite le contrôle rigoureux du taux d’OD, pendant la nuit, et de la charge en poisson. Aussi, exige-t-elle, de contrôler le taux d’ammoniac dans l’eau.
La production de la carpe argentée réalisée est assez importante (1,2 kg.m-3), avec un taux de survie très élevé (88%) et montre que cette espèce est capable de supporter les conditions physico- chimiques difficiles de cet effluent. Ainsi, elle peut survivre et croître au niveau de cet effluent et faire l’objet d’une pisciculture.
L’élevage de la carpe herbivore reste possible dans l’effluent de la TBHR. Mais le manque de nourriture adéquate dans ce système limite la production et diminue le taux de survie. Ainsi, son élevage dans un tel système nécessite l’utilisation d’une nourriture supplémentaire.
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