Calculateur Aquaponie & Dimensionnement

Calculateur aquaponie & bacs de culture

Outil professionnel de dimensionnement aquaponique basé sur les directives FAO 552 et la méthode Rakocy (UVI). Calcule en temps réel les ratios d'alimentation, la biomasse piscicole, le volume des bacs de culture, le marnage du puisard et la capacité du biofiltre.

Configurations prédéfinies
Paramètres principaux

Définissez la méthode de calcul selon votre contrainte de départ : surface végétale, biomasse piscicole ou ration alimentaire.

Volume du bassin500 L
100 L2,500 L5,000 L10,000 L
Biomasse piscicole
10.0 kg~20 adultes
Ration journalière
150 g/d1.5Pourcentage de la masse corporelle
Surface de culture
3.3 m²FRR 45 g/m²/d
Volume utile du puisard
455 LRéserve anti-marche à sec
Schéma du système
Télémétrie en temps réel
Bassin d'élevage500 L20.0 kg/m³Décanteur mécaniqueFiltre vortex / radialDéchets solides éliminésBiofiltre bactérien7.7 m²38.7x SafetyBacs de culture (Table à marée)3.33 m²Profondeur : 30cm | Volume interstitiel : 350 LCuve de pompageCapacité minimale : 455 LMarnage : 350L | Volume de réserve : 105LRetour de pompe : 885 L/h
Capacité de nitrification
Production de TAN4.42 g/day
Surface active du biofiltre7.75 m²
Volume de média biofiltrantSubstrat intégré
Marge de sécurité du biofiltre38.72x (Min: 1.2x)
Bilan hydrique
Débit de la pompe à eau885 L/h
Débit de la pompe à air12.0 L/min
Volume total d'eau1,305 L
Nombre de poissons~20 individus
Spécifications techniques
ParamètreValeur métriqueValeur impérialeStatut
Volume du bassin500 L132 galOptimal
Densité d'élevage20.0 kg/m³0.167 lb/galSécurisé
Biomasse piscicole10.00 kg22.05 lbsOptimal
Nombre de poissons2020Optimal
Ration journalière150.0 g/day5.29 oz/dayOptimal
Surface de culture3.33 m²35.9 sq ftOptimal
Profondeur du bac de culture1,000 L (30 cm)264 gal (11.8 in)Optimal
Volume utile du puisard455 L120 galImposé
Débit de la pompe à eau885 L/h234 GPHOptimal
Débit de la pompe à air12.0 L/min0.42 CFMOptimal
Production de TAN4.42 g/day0.156 oz/dayOptimal
Fraction d'ammoniac toxique0.56%0.56%Sécurisé
Surface active du biofiltre7.75 m²83.4 sq ftSécurisé
Marge de sécurité du biofiltre38.72x38.72xSécurisé
Volume d'eau total1,305 L345 galOptimal
Besoin journalier en oxygène0.058 kg O₂/d0.127 lb O₂/dOptimal
Surface de culture3.33 m²
Biomasse piscicole10.0 kg
Débit de la pompe à eau885 L/h
Marge de sécurité du biofiltre38.72x

Calculs d'ingénierie aquaponique basés sur les directives FAO 552. Ajustez les ratios selon l'espèce élevée, la teneur en protéines de l'aliment et la température de l'eau.

Référence technique et guide d'architecture

Calculateur aquaponie & bacs de culture — Guide de référence

Outil professionnel de dimensionnement aquaponique basé sur les directives FAO 552 et les formules UVI de James Rakocy. Calculez en temps réel le ratio d'alimentation (FRR), la biomasse piscicole, le volume des bacs de culture, le marnage du puisard et la capacité du biofiltre.

Calculateur aquaponie & bacs de culture — Guide de référence — Architecture en mémoire côté client et flux de données
Calculateur aquaponie & bacs de culture — Guide de référence — Architecture en mémoire côté client et flux de données

Paramètres clés et contrôles

Taux d'alimentation journalier (FRR)Flux massique (g d'aliment / m² de bac / jour)

Pierre angulaire biologique formulée par le Dr James Rakocy : prévoit 40 à 50 grammes d'aliment par mètre carré de surface de bac par jour pour les légumes-feuilles et 50 à 80 grammes pour les légumes-fruits exigeants en potassium, afin d'équilibrer la production d'azote et l'assimilation des nutriments par les végétaux.

Par défaut : 50 g/m²/jour
Densité de biomasse piscicole cibleDensité volumique (kg/m³)

Capacité de charge biologique standard selon les directives FAO 552 : maintenue entre 15 et 25 kg de poissons vivants par mètre cube en circuit recirculé pour garantir une excrétion régulière d'ammoniaque sans provoquer d'épizooties ni d'épuisement critique en oxygène.

Par défaut : 20 kg/m³
Ratio volumique bac de culture / bassin d'élevageProportion volumique (Volume de substrat : Volume du bassin)

Seuil de filtration physique de référence, fixé à 1:1 au minimum et 2:1 de manière optimale pour les bacs à marée en billes d'argile ou gravier de rivière, assurant la décantation des matières en suspension et la nitrification bactérienne sans clarificateur mécanique externe.

Par défaut : 2:1
Taux de recirculation horaire de la pompeFréquence volumique horaire (x volume du bassin / heure)

Référence hydraulique imposant de faire circuler 1,0 à 2,0 fois le volume total du bassin d'élevage à travers le biofiltre et les bacs de culture toutes les 60 minutes, après déduction de la hauteur manométrique totale et des pertes de charge par frottement.

Par défaut : 1,5x / heure
Taux minimal d'oxygène dissous (OD)Concentration gazeuse (mg/L ou ppm)

Seuil de sécurité respiratoire impératif : doit être maintenu strictement au-dessus de 5,0 mg/L dans l'ensemble des bassins et zones de biofiltration pour les espèces d'eau chaude (comme le tilapia) et les bactéries nitrifiantes, ou au-dessus de 7,0 mg/L pour les espèces d'eau froide comme la truite arc-en-ciel.

Par défaut : 6,0 mg/L
pH d'exploitation de compromisÉchelle logarithmique d'acidité (unités pH)

Cible d'équilibre multi-organismes maintenue entre 6,8 et 7,0 pour concilier l'osmorégulation des poissons (tolérants de 6,5 à 8,0), l'absorption racinaire des nutriments végétaux (optimale de 5,5 à 6,5) et l'efficacité de la nitrification bactérienne (optimale de 7,5 à 8,2).

Par défaut : 6,9

Conseils de pro et bonnes pratiques

Effectuer le test du vinaigre en 5 minutes sur le gravier des bacs

Ne placez jamais de gravier décoratif ou de gravier de rivière non testé dans vos bacs de culture sans plonger un échantillon dans du vinaigre blanc ou de l'acide chlorhydrique. Si une effervescence de bulles de dioxyde de carbone apparaît, le substrat contient du calcaire qui dissoudra continuellement du carbonate de calcium, bloquant définitivement votre pH au-dessus de 8,2 et provoquant un blocage insoluble du fer, du zinc et du phosphore.

Alterner hydroxyde de calcium et bicarbonate de potassium pour tamponner le pH

La nitrification acidifie l'eau en libérant 2 ions hydrogène pour chaque molécule d'ammonium convertie, détruisant 7,14 mg d'alcalinité carbonatée par milligramme d'ammoniaque oxydé. Plutôt que d'ajouter des tampons sodiques provoquant une toxicité végétale, alternez l'hydroxyde de calcium [Ca(OH)₂] et le bicarbonate de potassium [KHCO₃] à raison de 0,25 à 0,40 gramme par gramme d'aliment distribué par jour pour fournir ces deux nutriments essentiels.

Désynchroniser les siphons cloches pour éviter le désamorçage de la pompe de relevage

Lorsque vous exploitez plusieurs bacs de culture reliés à une seule cuve de reprise (sump), ajustez les vannes d'admission individuelles afin de décaler l'amorçage des siphons. La désynchronisation des cycles de marée empêche la vidange simultanée de plusieurs lits, évitant ainsi d'assécher le puisard et d'endommager la turbine de la pompe immergée par fonctionnement à sec.

Dimensionner l'aération pour le pic thermique estival de l'eau

L'eau retient nettement moins d'oxygène dissous lorsque sa température augmente (passant de 10,1 mg/L à 15 °C à seulement 7,5 mg/L à 30 °C), tandis que les besoins métaboliques des poissons doublent pour chaque hausse de 10 °C. Calibrez votre compresseur d'air pour les chaleurs extrêmes d'été sur une base minimale de 1,0 à 1,5 litre par minute (L/min) pour 100 litres d'eau totale du système, en utilisant des diffuseurs à microbulles.

Pièges courants et dépannage

⚠️Pic d'azote ammoniacal total (TAN) supérieur à 1,0 ppm ou pic de nitrites toxiques supérieur à 0,5 ppm

Cessez immédiatement tout nourrissage des poissons pendant 48 heures pour stopper la production de déchets métaboliques. Vérifiez que la température de l'eau dépasse 18 °C pour garantir l'activité des bactéries nitrifiantes, assurez-vous que l'oxygène dissous est supérieur à 5,0 mg/L, inoculez des bactéries nitrifiantes vivantes du commerce et ajoutez 1 à 2 g/L de sel marin pur non iodé pour prévenir la méthémoglobinémie due aux nitrites (maladie du sang brun).

⚠️Chute chronique du pH sous 6,4 avec effondrement complet de la dureté carbonatée (KH)

Votre biofiltre a épuisé son pouvoir tampon carbonaté sous l'action soutenue de la nitrification. Diluez 0,25 gramme d'hydroxyde de calcium [Ca(OH)₂] ou 0,40 gramme de bicarbonate de potassium [KHCO₃] par gramme d'aliment quotidien dans un seau d'eau séparé, puis incorporez la solution très progressivement sur 12 heures jusqu'à ce que le KH se stabilise entre 50 et 100 ppm et que le pH remonte entre 6,8 et 7,0.

⚠️Les jeunes feuilles jaunissent entre les nervures qui restent bien vertes (chlorose internervaire)

Vos cultures présentent une carence classique en fer, car les aliments pour poissons manquent de fer soluble biodisponible, et celui-ci précipite sous forme d'hydroxydes insolubles à un pH supérieur à 7,0. Apportez du fer chélaté à une concentration active de 2,0 à 3,0 mg/L toutes les 3 à 4 semaines, en utilisant du Fe-DTPA pour les systèmes à pH inférieur à 7,5 ou du Fe-EDDHA pour les eaux plus alcalines jusqu'à un pH de 9,0.

⚠️Le siphon cloche ne s'amorce pas automatiquement ou ne désamorce pas l'aspiration après vidange

Si le siphon ne s'amorce jamais, le débit d'eau entrant est trop faible pour chasser l'air au sommet du tube d'évacuation central (standpipe) : ouvrez légèrement la vanne d'admission ou ajoutez deux coudes à 45° en sortie de vidange. Si le siphon vidange mais gargouille en continu sans s'arrêter, le débit d'eau est trop fort ou la prise d'air atmosphérique (tuyau renifleur de 1/4 pouce) est obstruée par un biofilm d'algues.

Foire aux questions (FAQ)

Comment calculer le ratio entre le nombre de poissons et de plantes en aquaponie ?▼

Dimensionnez votre installation selon le ratio d'alimentation (Feeding Rate Ratio) du Dr James Rakocy : prévoyez 40 à 50 grammes d'aliment pour poissons titrant 32 % de protéines par mètre carré de légumes-feuilles par jour, ou 50 à 80 grammes par mètre carré pour les légumes-fruits comme la tomate. La biomasse piscicole se calcule ensuite à l'envers : divisez la masse totale d'aliment requise par le taux de nourrissage des poissons (généralement 1,0 % à 1,5 % de leur poids corporel par jour au stade adulte), puis divisez par le poids individuel ciblé. Pour 10 m² de laitues nécessitant 500 grammes d'aliment par jour, il vous faut environ 35 à 50 kg de biomasse piscicole totale.

Qu'est-ce que le ratio de nourrissage de Rakocy et comment fonctionne-t-il ?▼

Le ratio de nourrissage de Rakocy (Feeding Rate Ratio ou FRR) est le standard d'ingénierie biologique développé à l'Université des Îles Vierges (UVI) reliant directement l'excrétion des déjections des poissons aux besoins nutritifs des plantes hydroponiques. Comme les poissons rejettent environ 80 % de l'azote protéique métabolisé sous forme d'ammoniaque totale (TAN), apporter 40 à 50 g/m²/jour génère exactement la concentration de nitrates, de phosphore et de potassium nécessaire à une croissance foliaire vigoureuse, sans accumulation toxique de nitrates (> 150 ppm) ni carence nutritive (< 20 ppm).

Quelle doit être la taille du puisard (sump) pour des bacs de culture en marée ?▼

Le volume de votre cuve de reprise (sump) doit être égal à 100 % du volume de marnage (eau de marée) des bacs de substrat, majoré d'une marge de sécurité de 30 % pour maintenir la pompe immergée en permanence sous l'eau. Les billes d'argile expansée présentent un indice des vides d'environ 35 % (environ 40 % pour le gravier de rivière), ce qui signifie qu'un bac de 1 000 litres retient 350 litres d'eau une fois inondé. Dimensionner votre puisard à au moins 455 à 500 litres protège votre pompe contre tout fonctionnement à sec lors du remplissage des bacs.

Pourquoi le pH baisse-t-il constamment en aquaponie et comment le tamponner ?▼

Le pH de l'eau baisse continuellement parce que la nitrification bactérienne libère deux ions hydrogène (H⁺) pour chaque molécule d'ammonium transformée en nitrate, détruisant l'équivalent de 7,14 mg d'alcalinité carbonatée (CaCO₃) par milligramme d'ammoniaque oxydé. Pour empêcher l'inhibition du biofiltre et une chute critique du pH sous 6,4, ajoutez 0,25 gramme d'hydroxyde de calcium [Ca(OH)₂] ou 0,40 gramme de bicarbonate de potassium [KHCO₃] par gramme d'aliment quotidien distribué, en alternant les deux sources pour fournir du calcium et du potassium assimilables aux cultures.

Quelle est la différence de dimensionnement entre lits de substrat et culture sur radeau (DWC) ?▼

L'aquaponie sur lit de substrat (billes d'argile ou gravier) assure simultanément la biofiltration, la capture des matières solides et le support racinaire, ce qui impose un ratio conservateur de volume bac/bassin de 1:1 à 2:1. À l'inverse, la culture sur radeau flottant (Deep Water Culture ou DWC) suspend les racines dans des canaux d'eau sans aucun substrat : elle nécessite obligatoirement des décanteurs centrifuges (séparateurs à tourbillon) et des réacteurs à lit fluidisé (MBBR) dédiés, permettant à la DWC d'atteindre un ratio de surface de culture de 3:1 voire 4:1 par rapport au bassin d'élevage.

Quels débits choisir pour la pompe de circulation d'eau et le compresseur d'air ?▼

Votre pompe de relevage doit faire circuler l'intégralité du volume de votre bassin à poissons 1,0 à 2,0 fois par heure en tenant compte de la hauteur manométrique réelle, tandis que votre compresseur d'air doit fournir au minimum 1,0 à 1,5 litre par minute (L/min) pour 100 litres d'eau totale du système. Pour un bassin de 1 000 litres, optez pour une pompe délivrant au moins 1 500 L/h à votre hauteur d'élévation, associée à une pompe à air fournissant 10 à 15 L/min raccordée à des diffuseurs à micropores.

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