Oxygène pour l’aquaculture et la pisciculture

Pourquoi l’oxygène limite la production

Dans un article de 2014 du Global Aquaculture Advocate, Thomas M. Losordo écrit que, dans bien des cas, la capacité d’apport d’oxygène à l’eau devient le premier facteur limitant de la capacité de charge d’un système en recirculation. L’oxygène nécessaire dépend surtout du taux d’alimentation et du temps pendant lequel les déchets solides restent dans le système : de 0,3 kg d’oxygène seulement par 1,0 kg d’aliment avec des biofiltres non immergés et une élimination rapide des solides, jusqu’à 1,0 kg par 1,0 kg d’aliment avec des filtres biologiques immergés et des solides retenus. Selon l’espèce, l’oxygène dissous devrait être maintenu à 5 mg/L ou plus pour des taux de croissance acceptables, et dans un système à forte charge une panne d’aération ou d’oxygénation peut entraîner la perte totale du cheptel en 30 minutes ou moins si aucun oxygène ou aération de secours n’est prévu.

Aération ou oxygène pur

Losordo distingue l’aération, la dissolution dans l’eau de l’oxygène de l’atmosphère, de l’oxygénation, le transfert d’oxygène gazeux pur dans l’eau. Avec la seule aération, la densité de poissons est généralement limitée à une plage de 30 à 40 kg par mètre cube de volume de bassin ; au-delà de 40 kg/m³, la consommation d’oxygène des poissons et des bactéries dépasse généralement ce que les aérateurs courants peuvent dissoudre. L’oxygène gazeux pur multiplie par près de cinq la concentration de saturation de l’oxygène dans l’eau à la pression atmosphérique normale. Des dispositifs de diffusion d’oxygène bien conçus peuvent absorber plus de 90 % de l’oxygène appliqué, alors que dans les bassins peu profonds même les diffuseurs à plaques plates n’en absorbent pas plus de 40 % ; il cite comme solutions efficaces les contacteurs à bulles à flux descendant (cônes d’oxygène), les colonnes garnies sous pression et les oxygénateurs à faible charge hydraulique.

D’où vient l’oxygène

Losordo cite les bouteilles d’oxygène comprimé, l’oxygène liquide et les générateurs d’oxygène sur site, et indique que dans la plupart des applications le choix se fait entre l’oxygène liquide en vrac et un générateur. Le choix devrait tenir compte du coût de l’oxygène liquide, qui dépend généralement de la distance à l’usine de production, et de la fiabilité de l’alimentation électrique dont un générateur a besoin. Un article de 2008 du même magazine, signé par l’ingénieur Philip Nickerson, ajoute :

• Les bouteilles d’oxygène comprimé sont trop chères à l’échelle commerciale ; si l’oxygène liquide n’est pas disponible, l’oxygène comprimé peut servir de secours à un système de production d’oxygène.
• L’oxygène liquide est normalement livré par camion et stocké dans un réservoir en vrac ; il ne nécessite pas d’électricité, est distribué par sa propre pression et sa pureté atteint 99,9 %.
• La VSA et la PSA sont les deux procédés de production courants : la PSA comprime l’air entre 100 et 120 psi, la VSA fonctionne à 10 psi ou moins et n’a pas besoin de sécheur d’air, et Nickerson rapporte que la VSA consomme moins d’énergie qu’une unité PSA produisant la même quantité d’oxygène.
• La production sur site n’est pas forcément moins chère que l’oxygène liquide : la consommation de fin d’été peut dépasser le double de celle de l’hiver, et un générateur dimensionné pour la consommation maximale pourrait coûter bien plus cher que l’achat d’oxygène liquide. L’oxygène liquide peut prendre automatiquement le relais d’un générateur en cas de coupure de courant, et l’option la plus économique est probablement une combinaison des deux.

ULTRAOX VSA

La fiche technique ULTRAOX VSA cite l’aquaculture parmi les applications de cette centrale d’oxygène industrielle d’Ultra Controlo. L’ULTRAOX VSA délivre de l’oxygène de 75 % à 95 % à 50 kPa, avec un surpresseur d’oxygène supplémentaire fourni sur demande pour des pressions plus élevées. Sa fiche technique décrit un système de production totalement exempt d’huile, une installation sur skid ou en conteneur et la possibilité de remplacer des systèmes cryogéniques avec réservoirs d’oxygène liquide ou de fonctionner comme source principale d’alimentation. Ses sept modèles délivrent de 18 à 240 m³/h à 93 % d’oxygène. L’ULTRAOX VSA est une gamme industrielle, pas une centrale d’oxygène médical.