R et D en aquaculture au Canada de 2013

Le Réseau canadien d'aquaculture multitrophique intégrée (RCAMTI)

RCAMTI : Réseau canadien d’aquaculture multitrophique intégrée

Le Réseau canadien d’aquaculture multitrophique intégrée (RCAMTI) est un réseau stratégique du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie (CRSNG) du Canada qui a été créé en 2010. Le RCAMTI regroupe les connaissances théoriques du milieu académique et le savoir-faire de l’industrie dans un réseau officiel combinant une approche stratégique ainsi que des effectifs interdisciplinaires, pluri-institutionnels et multisectoriels, en plus d’une expertise commune pour élaborer et perfectionner des technologies et des pratiques novatrices en matière d’aquaculture écoresponsable. L’objectif des recherches du RCAMTI est de concevoir de façon écologique des méthodes permettant d’accroître la durabilité environnementale (c.-à-d., services écosystémiques et technologies écologiques pour améliorer la santé des écosystèmes), la stabilité économique (c.-à-d., amélioration de la production, réduction des coûts, diversification des produits, atténuation des risques et création d’emploi dans les collectivités côtières et rurales) et l’acceptabilité pour la société (c.-à-d., meilleures pratiques de gestion, gouvernance réglementaire améliorée, appréciation de produits différenciés et sûrs).

Le RCAMTI offre des occasions de recherche et développement interdisciplinaires et de formation de personnel hautement qualifié dans les disciplines interreliées suivantes : 1) la conception écologique, les interactions des écosystèmes et l’efficacité de la bioatténuation, 2) l’innovation et l’ingénierie des systèmes, 3) la viabilité économique et l’acceptabilité pour la société, ainsi que 4) la régulation des sciences. Tous ces champs d’études contribueront à faciliter la commercialisation de l’aquaculture multitrophique intégrée au Canada. Le RCAMTI est organisé en trois domaines interreliés qui incorporent les quatre disciplines susmentionnées : le 1ier domaine (c.-à-d., rendement des systèmes environnementaux et interactions entre les espèces) consiste en dix études de nature environnementale, le 2ième domaine (c.-à-d., conception et ingénierie des systèmes) consiste en quatre études de nature technique, et le 3ième domaine (c.-à-d., analyse économique et répercussions sociales), qui comporte deux études, est lié de façon transversale aux deux premiers domaines, puisque les questions d’ordre biologique, environnemental, biotechnologique et technique sont toujours liées aux aspects économiques et à l’acceptabilité de la société. Chaque domaine est dirigé par un scientifique œuvrant dans un établissement d’enseignement en collaboration avec un scientifique oeuvrant dans un laboratoire de Pêches et Océans Canada (MPO).

Le RCAMTI, dont les bureaux sont situés à l’Université du Nouveau-Brunswick à Saint John, est composé de 27 scientifiques provenant de huit universités, de six laboratoires fédéraux (MPO), d’un laboratoire provincial (Conseil de la recherche et de la productivité du N.-B.) et de quatre partenaires de l’industrie : Cooke Aquaculture Inc., Kyuquot SEAfoods Ltd., Marine Harvest Canada et Grieg Seafood BC Ltd., ce dernier ayant joint le RCAMTI en avril 2012. La formation de personnel hautement qualifié est d’une très grande importance pour le RCAMTI; depuis sa création, 81 personnes ont terminé leur formation sur les 114 prévues pour toute la durée du Réseau dont 35 étudiants d’été, 18 étudiants à la maîtrise ès science, deux étudiants à la maîtrise ès sciences appliquée, sept étudiants diplômés en maîtrise ès arts et en gestion des ressources maritimes, trois étudiants au doctorat, six détenteurs d’une bourse de perfectionnement postdoctoral, neuf techniciens et un agrégé de recherche. Il y a eu une forte mobilité du personnel hautement qualifié et des chercheurs au sein des projets et entre les projets des côtes est et ouest, car il est important de développer une main-d’œuvre polyvalente et interdisciplinaire afin que les scientifiques, les influenceurs politiques, les décideurs, les régulateurs et les membres de l’industrie de demain soient innovateurs et qu’ils rendent le secteur de l’aquaculture plus diversifié et responsable.

Un des avantages supplémentaires d’une approche de réseau comprend l’accès à un vaste inventaire d’équipements et d’outils dans les établissements universitaires et les laboratoires gouvernementaux. Mener des recherches expérimentales sur les côtes est et ouest de manière concertée permet l’acquisition d’information complémentaire et compatible, ce qui augmente les produits et les résultats de recherche et permet de réduire la redondance dans les efforts de recherche. Par ailleurs, en recueillant des données sur une vaste base géographique et temporelle, et sous un large éventail de conditions environnementales, des tendances plus généralisée peuvent être discernée, permettant ainsi la conception de systèmes et politiques plus robustes, tenant compte à la fois de l’universalité de certains aspects et de la spécificité régionale des autres.

À mi­chemin de son mandat, le RCAMTI a produit une gamme diversifiée de documents et de produits de communication destinés à divers publics, dont 22 articles de revues scientifiques, 15 publications révisées dans le contexte d’une conférence, sept chapitres de livres, l’édition d’un Bulletin de l’Association aquacole du Canada, 13 publications sans comité de lecture, 132 résumés, 17 présentations dans des établissements d’enseignement, un rapport technique, un article Wikipédia, sept vidéos sur YouTube, 15 courts bulletins du RCAMTI et 389 communications avec les médias (c.-à-d., articles de revue, entrevues et documentaires dans les journaux, à la radio et à la télévision).

Les articles de recherche ci-dessous décrivent chacune des 14 premières études du RCAMTI et deux nouveaux projets, qui ont commencé en septembre 2012 :

• Évaluation du rendement des sites proposés et existants d’aquaculture multitrophique intégrée selon une méthode de modélisation écosystémique;

• Variation sur le thème de l’aquaculture multitrophique intégrée pour des activités terrestres d’aquaculture en eau douce : mise au point de systèmes d’aquaculture multitrophique intégrée d’eau douce pour le saumon et les plantes aquatiques.

jan. 2010 – déc. 2014

Financement : Réseau stratégique du CRSNG CO-Financement : MPO; UNB; CRP; Cooke Aquaculture Inc.; Kyuquot SEAfoods Ltd.; Marine Harvest Canada; Grieg Seafood BC Ltd.

nom du responsable : Thierry Chopin (UNBSJ)

Équipe du projet et affiliations : Thierry Chopin, Bruce MacDonald, Adrian Hamer, Meryl Coes (UNBSJ); Gregor Reid (UNBSJ, MPO – SBSA); Shawn Robinson (MPO – SBSA); MAIcira Costa (UVic); Chris Pearce (MPO – SBP); Duncan Knowler (USF); Saleem Rahman (MPO – EAS)

Collaborateurs et partenaires de l’industrie : Pêches et Océans Canada; Conseil de la recherche et de la productivité du Nouveau-Brunswick (CRP); Cooke Aquaculture Inc.; Kyuquot SEAfoods Ltd.; Marine Harvest Canada; Grieg Seafood BC Ltd.

Contact : tchopin@unbsj.ca

www.cimtan.ca

Quantification des rendements de captation et de conversion d’espèces servant à l’extraction de la matière organique dans les systèmes d’AMTI en eau libre

Ce projet vise à évaluer la possibilité d’utiliser plusieurs espèces d’invertébrés comme espèces servant à l’extraction dans les systèmes d’AMTI sur les côtes est et ouest du Canada. Il vise également à déterminer le coefficient de digestibilité de la morue charbonnière (Anoplopoma fimbria). En Colombie-Britannique, un certain nombre d’espèces d’invertébrés marins sont désignées comme candidates pour être cultivées dans les systèmes d’AMTI en eau libre conjointement avec la morue charbonnière. Parmi ces espèces, on retrouve des bivalves filtreurs (p. ex., coques, moules) qui se nourriraient des particules fines en suspension provenant de la pisciculture, ainsi que des détritivores et limivores (p. ex., holothuries, oursins, crevettes) qui se nourriraient des matières décantables plus lourdes. Les espèces candidates suivantes ont fait l’objet d’essais en laboratoire visant à évaluer leur capacité à consommer les restes de nourriture destinée aux morues charbonnières ainsi que leurs fèces : l’oursin vert (Strongylocentrotus droebachiensis), la bucarde de Nuttall (Clinocardium nuttallii), la moule bleue (Mytilus edulis), la crevette tachetée (Pandalus platyceros) et l’holothurie du Pacifique (Parastichopus californicus). Au N.-B., on a évalué la capacité du concombre de mer (Cucumaria frondosa) à absorber les déchets alimentaires et les fèces du saumon atlantique (Salmo salar) dans les sites d’AMTI. Les six espèces testées pouvaient absorber la matière organique des déchets aquacoles. De l’information supplémentaire à propos des fèces expulsées par les espèces candidates est nécessaire afin de déterminer les taux de dépôt et de fournir des données pour les modèles de prévision des répercussions de l’AMTI sur l’environnement. Selon les observations, les coefficients de digestibilité de la morue charbonnière étaient plus élevés lorsque les poissons étaient élevés à des températures plus élevées et nourris plus fréquemment.

jan. 2010 – déc. 2014

nom du responsable : Bruce MacDonald (UNBSJ)

Équipe du projet : Stephen Cross (UVic); Chris Pearce, Dan Curtis (MPO – SBP); Shawn Robinson (MPO – SBSA); Gregor Reid (UNBSJ, MPO – SBSA); Helen Gurney-Smith (VIU – CSR); Shannon Balfry (UCB – Aquarium de Vancouver); Emily Nelson, Kurt Simmons (UNBSJ); Lindsay Orr (UVic); Steven Pace (UCB)

Contact : bmacdon@unb.ca

Les mollusques bivalves filtreurs peuvent-ils ingérer le pou du poisson de stade planctonique, réduisant ainsi leur nombre sur les saumons d’élevage?

Les mollusques filtreurs suspendus dans des exploitations salmonicoles pourraient diminuer le nombre de poissons infectés par le pou du poisson et réduire la nécessité d’utiliser des agents chimiothérapeutiques si les bivalves consomment suffisamment de larves de pou du poisson dans la colonne d’eau. Une étude en laboratoire impliquant des bucardes de Nuttall, des huîtres creuses du Pacifique, des pétoncles du Pacifique ainsi que des moules, et visant à examiner les effets de la température, de la présence/absence de phytoplancton et de la taille des bivalves a clairement démontré que toutes les espèces testées consommaient une grande quantité de larves de pou du poisson dans les différentes conditions. Les larves vivantes ont été offertes aux mollusques à une densité beaucoup plus élevée que les concentrations observées dans les exploitations salmonicoles. Parmi les conditions testées, seule la taille (testée chez les huîtres et les pétoncles) a eu un effet significatif sur la quantité de larves de pou du poisson ingérées; les plus gros spécimens de pétoncle et d’huître ont consommé plus de larves que les plus petits spécimens des mêmes espèces. Cette étape en laboratoire du projet du Réseau canadien d’aquaculture multitrophique intégrée est maintenant terminée. D’après les connaissances acquises, des essais sur le terrain ont été entrepris à une exploitation salmonicole de la C.-B., où des huîtres et des moules ont été suspendues juste à côté de parcs en filet pour saumons afin de déterminer si elles peuvent assurer un contrôle biologique des larves, et ainsi réduire le nombre de poissons infestés par le pou du poisson.

jan. 2010 – déc. 2014

nom du responsable : Chris Pearce (MPO – SBP)

Équipe du projet : Stephen Cross, Janis Webb (UVic); Simon Jones (MPO – SBP); Shawn Robinson (MPO – SBSA); David Stirling (VIU)

Contact : Chris.Pearce@dfo-mpo.gc.ca

Une variation sur le thème de l’AMTI pour des activités d’aquaculture d’eau douce terrestre : mise au point de systèmes d’AMTI d’eau douce pour le saumon et les plantes aquatiques

L’AMTI ne se limite pas aux systèmes marins en eau libre qui emploient des poissons comme la composante nourrie du système ainsi que des macroalgues et des invertébrés comme les composantes d’extraction. Il s’agit d’une notion très flexible; un thème central qui permet le développement de nombreuses variations. Ces principes s’appliquent aussi aux systèmes d’aquaculture terrestre d’eau douce et en parc clos (ou culture aquaponique). Jusqu’à maintenant, nos efforts ont visé à mettre au point un système d’AMTI pour l’étape de grossissement de l’élevage du saumon atlantique (Salmo salar). Cependant, si les saumons passent de 18 à 24 mois dans des cages d’eau salée, c’est après avoir passé 9 à 18 mois dans des écloseries d’eau douce. Le système d’AMTI d’eau douce combine l’aquaculture animale avec la culture hydroponique de plantes. Dans ces systèmes, les effluents deviennent des nutriments pour les plantes, au lieu de s’accumuler et de devenir toxiques pour les poissons ou d’être déversés en aval de l’exploitation. Sur le plan environnemental, il s’agit aussi d’une stratégie visant à récupérer l’énergie et les nutriments perdus et à les transformer en une biomasse à valeur commerciale. Évidemment, les espèces d’extraction et l’infrastructure seront différentes de celles dont on se sert dans les sites d’eau salée en eau libre. Sur le plan économique et commercial, il sera très intéressant de concevoir un système d’AMTI englobant l’élevage des saumons de l’œuf à l’assiette, ce qui facilitera grandement la certification et favorisera l’obtention de prix plus élevés. Nous étudions actuellement la conception de systèmes d’AMTI d’eau douce pour les écloseries de saumon atlantique exploitées par Cooke Aquaculture Inc., au N.-B. Nous avons évalué des installations à circulation directe et en recirculation pour mettre au point le système d’AMTI d’eau douce le plus approprié, en tenant compte de la qualité de l’eau et du débit, des concentrations de nutriments et de la biodisponibilité, de la température, de la lumière, de l’espace disponible, des espèces de plantes envisagées ainsi que de la viabilité économique.

sept. 2012 – déc. 2014

nom du responsable : Thierry Chopin (UNBSJ)

Équipe du projet : Hamid Khoda Bakhsh, Stacy Murray (UNBSJ)

Contact : tchopin@unbsj.ca

Systèmes d’aquaculture multitrophique intégrée (AMTI) extensifs et intensifs – influences hydrographiques et répercussions sur la conception des infrastructures et l’efficacité opérationnelle

Ce projet vise à examiner les régimes d’écoulement des eaux en lien avec les infrastructures aquacoles en observant l’effet des marées à des endroits précis, l’effet du vent et les répercussions de la structure en soi. Pour ce faire, on élabore des modèles de circulation d’eau dans la baie Kyuquot qui sont fondés sur  : 1) une simulation de la période du 22 février au 11 mars 2011 (au cours de laquelle il y aurait une grosse tempête hivernale), et 2) une analyse du comportement et de la dissipation des marées dans la baie. Combinés, ces modèles nous permettent de mieux comprendre les répercussions des conditions à distance sur les infrastructures du site d’AMTI. Depuis que nous avons commencé à obtenir les données in situ d’une station météorologique, nous combinons les champs de surface du vent et du débit fluvial dans le modèle. Sur la côte est, les résultats préliminaires de l’effet des cages à saumon et des stocks de moules sur les champs de courant révèlent un effet d’amortissement. À partir de ces résultats, nous avons élaboré un protocole permettant de déterminer les éléments à mesurer et à quel endroit les mesurer dans les débits sortants des radeaux de moules de type « cercle polaire ». De plus, les données tirées des expériences sur la dispersion des colorants montrent une variabilité élevée des modèles de dispersion à proximité et à distance de chaque site.

jan. 2010 – déc. 2014

nom du responsable : Gregor Reid (UNBSJ, MPO – SBSA)

Équipe du projet : Fred Page (MPO – SBSA); Mike Foreman (MPO – ISM); Stephen Cross, Di Wan (UVic)

Contact : Gregor.Reid@dfo-mpo.gc.ca 

Présence, effet et bioaccumulation d’agents thérapeutiques chez les polychètes

On envisage d’utiliser l’annélide Nereis virens comme espèce d’extraction supplémentaire en AMTI. Notre recherche porte sur la vulnérabilité de cette espèce de vers aux pesticides et aux médicaments utilisés pour traiter le saumon atlantique (Salmo salar) contre les infestations de poux du poisson. À des concentrations adéquates sur le plan environnemental, le benzoate d’émamectine n’est pas létal pour N. virens, mail il a été démontré qu’il peut entraîner des modifications du comportement fouisseur des vers et une réduction de leur taux de croissance. Ces résultats semblent indiquer que l’utilisation de benzoate d’émamectine pourrait avoir des répercussions négatives sur les vers et limiter leur culture dans le cadre de l’AMTI. Des essais en cours devraient permettre de déterminer l’incidence du pesticide deltaméthrine sur N. virens.

jan. 2010 – déc. 2014

nom du responsable : Les Burridge (MPO – SBSA)

Équipe du projet : Karen Kidd, Thierry Chopin, Geoff McBriarty (UNBSJ); Gregor Reid (UNBSJ, MPO – SBSA); Shawn Robinson, Jordana Van Geest (MPO – SBSA)

Contact : les.burridge@dfo-mpo.gc.ca

Conception et essai pilote de nouvelles composantes d’infrastructure et intégration de nouvelles sources d’énergie en vue d’accroître l’efficacité opérationnelle

Ce projet vise à étudier la possibilité d’incorporer des technologies d’énergies renouvelables sur les sites d’aquaculture multitrophique intégrée (AMTI). Il vise principalement le site d’AMTI de Kyuquot SEAfoods Ltd. situé sur la côte ouest, et qui sert d’emplacement pilote pour l’établissement d’un modèle de système d’énergie renouvelable ainsi que l’installation de ce système et de sa mise à l’essai. Des modèles de la quantité et de la mesure des diverses sources d’énergie renouvelable sur le site ont été élaborés, et il a été établi que le système d’énergie optimal était composé de panneaux solaires photovoltaïques, permettant d’emmagasiner de l’énergie dans des batteries, et d’un petit générateur diesel de réserve. Au départ, le système original devait faire fonctionner seulement les treuils d’un système d’exploitation des mollusques à tramways amovibles, mais suite à la récente analyse et des consultations menées auprès de Kyuquot SEAfoods Ltd., on a élargi le système de manière à ce que les tramways, qui fonctionnent actuellement au diesel, soient munis d’une force motrice. Les derniers travaux en cours concernent la conception d’une « remorque motorisée » servant à remorquer tous les tramways. Lorsque ce dispositif sera installé, il comprendra une variété de capteurs et d’appareils permettant de surveiller le rendement du système à batterie et à panneaux solaires photovoltaïques ainsi que du système à groupes électrogènes multiples. L’objectif est de valider les modèles et de concevoir un système d’énergie renouvelable modulaire et adaptable à d’autres sites d’AMTI.

jan. 2010 – déc. 2014

nom du responsable : Curran Crawford (UVic)

Équipe du projet : Stephen Cross, Eric Hoevenaars, Adam Gray (UVic); Thierry Chopin (UNBSJ)

Contact : curranc@uvic.ca

Conséquences sociales de l’AMTI

Plusieurs communautés autochtones de la côte de la Colombie-Britannique dépendent grandement de la pêche comme moyen de subsistance. Pour faire face au déclin des stocks sauvages, certaines communautés ont mis en place des programmes d’amélioration de la pêche tandis que d’autres ont mis sur pied des entreprises d’aquaculture commerciale. Le développement de l’aquaculture, en particulier de la pisciculture, dans les territoires traditionnels suscite de plus en plus de controverse. Pour certains, l’aquaculture peut contribuer au développement social et économique de la communauté alors que pour d’autres, il s’agit d’une menace à l’égard des modes de vie traditionnels. Un de nos projets vise à mieux comprendre les inquiétudes que suscite, chez les Premières Nations, le développement de la conchyliculture et de la pisciculture dans leurs territoires traditionnels et à évaluer comment l’AMTI pourrait apaiser ces inquiétudes. Un autre projet porte sur les conséquences de l’apparition de l’AMTI sur la résilience et le bien-être des communautés côtières sur le plan socio-écologique. Ce projet découle de la constatation que les initiatives d’AMTI ne se font pas en vase clos, mais que pour adopter l’AMTI, il faudra compter sur une évolution et une participation de l’industrie actuelle. De plus, pour toute industrie aquacole émergente en C.-B., l’assentiment collectif constituera un enjeu essentiel. Ainsi, cette étude se penche sur les coûts et les avantages de la conchyliculture pour les membres des communautés du détroit de Baynes ainsi que sur la répartition de ces coûts et de ces avantages. Les résultats préliminaires concernent les emplois créés, l’incidence écologique, le bruit, la pollution visuelle, la perte d’autres utilisations de l’océan et un sentiment de manque de transparence dans la prise de décisions. Le développement d’une industrie d’AMTI durable exigera également la mise en place de structures de gouvernance efficaces. En conséquence, un troisième projet aborde le rôle de la science, des litiges et de l’opinion publique dans la contestation et les négociations portant sur la gouvernance en matière d’aquaculture au Canada, en ce qui concerne, en particulier, l’AMTI et la légitimation de l’industrie.

jan. 2010 – déc. 2014

nom du responsable : Mark Flaherty (UVic)

Équipe du projet : Grant Murray, Linda D’Anna (VIU); Anna Belanger, Katie Tebbutt, Erin Latham (UVic)

Contact : flaherty@mail.geog.uvic.ca

Utilisation de la moule bleue comme moyen biologique de réduire la transmission horizontale de Loma salmonae, l’agent responsable de la microsporidie des ouïes chez le saumon

Afin de mieux comprendre et de mieux prévoir les interactions entre les agents responsables de l’apparition de maladies dans les systèmes d’AMTI, nous avons élaboré un système modèle en laboratoire pour étudier le devenir du pathogène microsporidien du poisson Loma salmonae dans les espèces extractives de mollusques. Loma salmonae, qui se transmet entre les poissons par l’intermédiaire d’une spore résistante dans l’environnement, est absorbé par la moule bleue (Mytilus edulis), dans laquelle il peut rester viable pendant au moins trois semaines. D’une part, cela semble indiquer que les moules peuvent jouer un rôle dans la biorestauration. Cependant, cette observation montre également que les mollusques peuvent peut-être servir de réservoirs pour les pathogènes du poisson. Des travaux en cours nous permettront de mieux comprendre la dynamique de l’absorption, de la persistance et de la dégradation de ce pathogène producteur de spores dans la moule bleue, ainsi que le rôle des variables environnementales. Les résultats de ces études fourniront aux aquaculteurs l’information nécessaire pour prendre de meilleures décisions sur le moment de la récolte des différentes ressources dans un système d’AMTI.

jan. 2010 – déc. 2014

nom du responsable : David Speare (UIPE – CVA)

Équipe du projet : Jan Lovy, Nicole Guselle, Sarah McConnachie (UIPE – CVA)

Contact : speare@upei.ca

Culture d’espèces complémentaires absorbant des composés inorganiques pour un meilleur rendement du système

Depuis 2001, deux espèces de varechs, Saccharina latissima and Alaria esculenta, sont utilisées pour l’absorption de composés inorganiques dans les systèmes d’AMTI de la côte est. Sur la côte ouest, on cultive le varech Saccharina latissima depuis 2007. La culture de ces varechs se fait d’abord en laboratoire, de septembre à novembre, puis sur les sites de novembre à juin ou juillet. On doit les récolter à la fin du printemps ou au début de l’été avant que l’érosion des lames et l’apparition de salissures ne compromettent la récolte et la qualité des produits dérivés. À l’heure actuelle, le projet consiste à examiner deux nouvelles espèces candidates, la dulse (Palmaria palmata) sur la côte est et la laitue de mer (Ulva) sur la côte ouest, qui présentent des cycles et des caractéristiques permettant la croissance des stades macroscopiques pendant l’été, ce qui assure l’atténuation biologique de la biomasse durant cette période de l’année et, par conséquent, une augmentation globale de la capacité d’atténuation biologique par l’absorption des composés inorganiques dans les systèmes d’AMTI. Sur la côte est, les résultats obtenus à ce jour fournissent des renseignements importants sur la biologie de P. palmata, en particulier pendant l’automne et l’hiver, saisons pour lesquelles on disposait de peu d’information. On définit en ce moment les conditions et les méthodes optimales de culture pour les différents stades du cycle de vie. Des recherches en cours portent sur l’utilisation des varechs dans la composition des aliments destinés aux poissons en tant que source de protéines pouvant remplacer une partie des protéines dérivées de la farine de poisson et de plantes terrestres. Sur la côte ouest, on étudie actuellement l’intégration de la culture de l’ulve (Ulva sp.) dans le système afin de déterminer les niveaux de production que l’on pourrait atteindre avec la configuration actuelle de l’infrastructure et la valeur potentielle du varech comme additif alimentaire dans les aliments destinés aux poissons.

jan. 2010 – déc. 2014

nom du responsable : Thierry Chopin (UNBSJ)

Équipe du projet : Constanza Chianale, Ellen Belyea (UNBSJ); Stephen Cross, Nick Sherrington (UVic)

Contact : tchopin@unbsj.ca

Quantification des tendances spatiales et temporelles des panaches d’éléments nutritifs et de particules organiques dans les systèmes d’AMTI – fondement de la conception des systèmes

Entrepris sur la côte ouest, ce projet vise à surveiller les panaches de particules qui se dispersent à partir des cages à poisson sur le site d’aquaculture multitrophique intégrée (AMTI) de Kyuquot SEAfoods Ltd. au moyen d’instruments optiques et de données biophysiques in situ. Les résultats démontrent les différences entre les concentrations de particules dans les cages et à l’extérieur de celles-ci, et démontrent aussi une augmentation, avec le temps, de la quantité de particules dans les cages après les activités d’alimentation. Des recherches optiques semblables sont en cours au N.-B. en vue de comprendre la fréquence, l’ampleur, la portée ainsi que la dispersion spatiale des particules et des éléments nutritifs dissous. La vitesse et la direction précises des courants sont mesurées lors de différents cycles de marées dans les radeaux de cages de moules en filets circulaires (de type « cercle polaire ») afin de déterminer la fréquence à laquelle les particules se libèrent des cages de saumons atlantiques ainsi que la façon dont les taux d’élimination et les taux de réduction des particules chez les mollusques élevés avec d’autres espèces peuvent être influencés par les courants ayant des effets à différents endroits dans les radeaux. Sur les deux côtes, les données hydrographiques et biophysiques sont intégrées aux modèles de chaque site qui serviront d’outils pour prévoir la dispersion des déchets organiques et non organiques, choisir et concevoir des sites d’AMTI efficaces et déterminer correctement l’emplacement des composantes extractives des systèmes d’AMTI dans le but d’intercepter les panaches. Par ailleurs, le projet vise à évaluer l’utilisation du varech de Saccharina latissima à titre de bioessai in situ pour délimiter le panache de nutriments inorganiques associé à l’élevage de la morue charbonnière.

jan. 2010 – déc. 2014

nom du responsable : Maycira Costa (UVic)

Équipe du projet : Stephen Cross, Emrys Prussin, Justin Del Bel Belluz (UVic); Thierry Chopin (UNBSJ); Gregor Reid (UNBSJ, MPO – SBSA); Fred Page (MPO – SBSA); Peter Cranford (MPO – IOB); Jon Grant, Lindsay Brager, Ramón Filguiera (U. Dalhousie)

Contact : Maycira@office.geog.uvic.ca 

Modélisation économique et financière des systèmes d’aquaculture multitrophique intégrée (AMTI)

Une étude a été réalisée dans le cadre de ce projet en 2012, et deux autres ont été initiées. La première étude portait sur la volonté de payer pour des saumons élevés dans des systèmes d’aquaculture multitrophique intégrée (AMTI) par opposition à des saumons élevés dans des systèmes d’aquaculture en parc clos (APC) dans les États du nord-ouest des États-Unis bordés par le Pacifique. Les résultats d’une épreuve avec choix discrets (ECD), combinés à ceux d’une analyse sémantique latente (ASL), ont révélé que les consommateurs étaient prêts à payer un prix plus élevé de 9,8 % et de 3,9 % pour les saumons provenant des systèmes d’AMTI et provenant des systèmes d’APC respectivement. Ils ont également révélé que 44,3 % et 16,3 % des personnes interrogées préféraient les systèmes d’AMTI et d’APC, respectivement, aux méthodes d’élevage du saumon conventionnelles. Un examen minutieux des résultats de l’ASL a permis d’établir des bonifications pour trois catégories distinctes allant de 3,5 % à 41,6 % pour les saumons élevés dans des systèmes d’AMTI, par rapport au saumon atlantique élevé de manière conventionnelle, tandis que l’APC ne bénéficiait que d’une bonification modeste. Les nouvelles études tenteront d’évaluer la valeur des avantages de l’AMTI pour l’écosystème et l’efficacité d’utiliser des crédits de nutriments comme mesure d’incitation pour promouvoir l’AMTI.

jan. 2010 – déc. 2014

nom du responsable : Duncan Knowler (USF)

Équipe du projet : Winnie Yip, Kim Irwin, Stephen Crampton (USF)

Contact : djk@sfu.ca

Le rôle des microbes dans le recyclage des nutriments de la matière organique sur les sites d’AMTI

Afin d’obtenir les données nécessaires aux modèles de flux d’énergie des sites d’AMTI, le présent projet vise à  : 1) réunir des données sur l’abondance des microbes dans les sites aquacoles et à proximité de ceux-ci, 2) déterminer les espèces présentes, et 3) mesurer leur activité métabolique sur le carbone organique. La réalisation du projet est effectuée sur les sites d’AMTI de la baie de Fundy, au N.-B., et de la baie Kyuquot, en C.-B. Pour le dénombrement, on a recours à des techniques qui utilisent le microscope à fluorescence et des colorants d’ADN; pour l’identification, on utilise l’électrophorèse en gel de gradient dénaturant (DGGE) et pour le calcul de la consommation d’oxygène, on utilise un optode à oxygène. La première phase de l’étude porte sur les populations microbiennes de la colonne d’eau. En ce qui concerne les taux de respiration, le dénombrement d’organismes et la composition des espèces, les résultats indiquent que les variations en fonction de la profondeur sont plus importantes que celles en fonction de la distance au site, ce qui semble indiquer que l’on doit tenir compte du brassage maréal dans le calcul des densités microbiennes autour des exploitations. L’échantillonnage se poursuivra sur plusieurs saisons.

jan. 2010 – déc. 2014

nom du responsable : Shawn Robinson (MPO – SBSA)

Équipe du projet : Ben Forward (CRP); Thierry Chopin, Brent Ellis, David Thumbi (UNBSJ); Terralynn Lander (MPO – SBSA)

Contact : Shawn.Robinson@dfo-mpo.gc.ca

Optimisation de la densité de mise en charge des espèces des systèmes d’AMTI et orientation de l’infrastructure pour maximiser l’efficacité globale du système

Il est important de comprendre la dynamique du flux d’énergie au sein d’un site d’AMTI pour pouvoir aider les spécialistes à concevoir les futurs systèmes. Au début, l’AMTI a été développée indépendamment sur les côtes est et ouest; on a conçu les systèmes d’aquaculture intégrée en apportant des modifications aux installations existantes utilisées pour l’élevage du saumon dans ces régions. Même si chaque région s’est penchée sur les possibilités d’AMTI à partir d’infrastructures de base différentes (c.-à-d., configurations de système de cages), les positions des différentes espèces d’extraction au sein de la colonne d’eau sont semblables et sont, en fait, dictées non pas par une exigence propre à l’élevage, mais plutôt par leurs besoins individuels inhérents d’ordre biologique et écologique (p. ex., la disponibilité de nourriture, la lumière, la salinité, la température, les niveaux d’oxygène dissous, les débits d’eau, l’exposition aux vagues). Ce projet vise à évaluer les caractéristiques des sites d’AMTI en C.-B. et au N.-B. en se fondant sur les études existantes ainsi qu’à déterminer les configurations futures possibles au moyen d’une combinaison de modélisation et d’études empiriques. Ce projet devait être initié plus tard dans le cycle de recherches du Réseau canadien d’aquaculture multitrophique intégrée (RCAMTI), et ce n’est que maintenant qu’il vient d’être amorcé.

jan. 2013 – déc. 2014

nom du responsable : Shawn Robinson (MPO – SBSA)

Équipe du projet : Stephen Cross (UVic); Chris Pearce (MPO – SBP); Thierry Chopin (UNBSJ)

Contact : Shawn.Robinson@dfo-mpo.gc.ca

Modélisation mathématique des systèmes d’aquaculture multitrophique intégrée (AMTI) en eau libre : développement d’outils pour soutenir la conception du système et les mesures de durabilité

La mise en place de pratiques d’AMTI vise à réduire la charge de matières inorganiques solubles (p. ex., l’ammoniac et les phosphates) et les nutriments organiques solides (p. ex., fèces et déchets alimentaires) tout en procurant des « cultures » supplémentaires servant à la diversification. Il est important de quantifier le potentiel de transfert et de séquestration des nutriments en provenance des activités d’AMTI en eau libre pour ce qui est des prises de décisions bioéconomiques et des paramètres de durabilité. Ce projet se penche sur l’efficacité des groupes d’espèces qui captent les nutriments inorganiques solubles (p. ex., les macroalgues), ingèrent des particules organiques (p. ex., des mollusques et crustacés) et ingèrent une importante quantité de matière organique propice à la décantation (p. ex., organismes limivores). À l’heure actuelle, les efforts de modélisation portent sur les interactions entre ces différents groupes, comme éléments d’un même système, et sur les rapports avec le milieu externe. La recherche sur l’oursin vert (Strongylocentrotus droebachiensis) en tant qu’organisme limivore représentatif des systèmes d’AMTI constitue un exemple des travaux en cours. On modélise les possibilités de croissance de l’oursin vert à partir d’un régime alimentaire à base de varech (c.-à-d., Saccharina latissima; source d’alimentation naturelle), de nourriture pour saumon et de fèces de saumon et les résultats obtenus sont comparés à la croissance réelle. On mesure l’efficacité de la respiration, de l’excrétion et de l’absorption pour les données du modèle. Comprendre la réponse métabolique et la croissance de l’oursin vert soumis à un régime alimentaire composé de matières organiques résultant de l’élevage du saumon servira à orienter l’utilisation future de cette espèce dans les systèmes d’AMTI afin de réduire la quantité de carbone organique atteignant le benthos, tout en créant de nouvelles possibilités de diversification du marché. Les données de ce projet et d’autres projets du Réseau canadien d’aquaculture multitrophique intégrée (RCAMTI) servent à fournir les paramètres initiaux des modèles d’AMTI. Certains de ces travaux de modélisation ont été effectués dans le cadre d’un examen par les pairs du Secrétariat canadien de consultation scientifique de Pêches et Océans Canada qui portait sur l’absorption de composés organiques dans des systèmes d’AMTI de la baie de Fundy. En dernier lieu, les résultats du projet nous aideront à comprendre le rendement du système d’AMTI en eau libre sur le plan physique, biologique et économique, et à prendre des décisions éclairées en matière de gestion des exploitations et des écosystèmes.

jan. 2010 – déc. 2014

nom du responsable : Gregor K. Reid (UNBSJ, MPO – SBSA)

Équipe du projet : Bruce MacDonald, Thierry Chopin (UNBSJ); Tillmann Benfey, Nicole Leavitt (UNBF); Peter Cranford (MPO – IOB); Shawn Robinson (MPO – SBSA); Margaret Quinton (U. Guelph)

Contact : Gregor.Reid@dfo-mpo.gc.ca

Évaluation du rendement de sites proposés et existants d’aquaculture multitrophique intégrée (AMTI) à l’aide d’une approche de modélisation écosystémique

Ce projet fait suite à l’atelier technique du réseau CIMTAN (2011) sur le thème de la modélisation spatiale de la composante des mollusques en aquaculture multitrophique intégrée. Des progrès ont été réalisés en ce qui concerne la composante d’extraction des éléments inorganiques (p. ex., le varech) et des limivores (p. ex., les oursins). Cependant, il est devenu évident que les techniques habituelles de modélisation du bilan massique ne pouvaient pas refléter adéquatement la dynamique d’un système de culture multitrophique où les mollusques sont nourris d’aliments naturels et de particules provenant d’une ferme piscicole, en raison de la haute résolution spatiale et temporelle nécessaire pour décrire un système d’AMTI. Ce projet vise donc à modifier le modèle des volumes finis d’océanologie côtière (FVCOM) utilisé par Pêches et Océans Canada pour obtenir une résolution de 10 m, les cages à poisson étant incluses comme structures poreuses. Pour créer le modèle écosystémique d’un site d’AMTI et des eaux environnantes, nous procédons au couplage du FVCOM à un modèle du potentiel de croissance des mollusques, à un sous-modèle pour les algues et à un sous-modèle pour les poissons. Cette approche permettra de comparer le rendement en mollusques produit dans un système d’AMTI avec la production en monoculture. De plus, il sera ainsi possible de décrire la croissance et le potentiel de réduction des éléments nutritifs, ainsi que de faciliter la prise de décisions en matière de gestion.

Sept. 2012 – déc. 2014

nom du responsable : Jon Grant (U. Dalhousie)

Équipe du projet : Gregor Reid (UNBSJ, MPO – SBSA); Ramón Filgueira (U. Dalhousie)

Contact : jon.grant@dal.ca

Quantification de la dispersion de l’énergie et des éléments nutritifs dans des sites d’AMTI en eau libre ainsi que des répercussions sur les espèces sauvages

Il faut mettre au point de nouvelles techniques de surveillance pour quantifier la dispersion des éléments nutritifs dans les sites d’AMTI en eau libre et leur disponibilité pour les espèces sauvages. Dans le cadre d’un nouveau projet de recherche, on met au point des procédures fiables (taux de biocolonisation sur des plaques de PVC servant de collecteurs et ratio ARN/ADN) pour quantifier les corrélations entre l’accumulation de biomasse, les taux de croissance instantanée d’espèces comme l’ascidie jaune (Ciona intestinalis) et leur proximité aux sites aquacoles sur le terrain, ou leur exposition à différentes concentrations d’aliments pour poissons en laboratoire. Par ailleurs, on étudie la possibilité d’avoir recours aux variations de la couleur (chrominance, teinte et luminosité mesurées à l’aide d’un spectromètre) de trois macroalgues (l’algue verte Ulva lactuca ainsi que les algues rouges Palmaria palmata et Porphyra purpurea) à titre d’indicateurs du contenu en azote des tissus algaux. Cette technique serait bien plus économique et rapide que les analyses chimiques des éléments, qui sont fastidieuses et coûteuses. Ces nouvelles méthodes viendront s’ajouter à la panoplie d’outils dont dispose le Réseau canadien d’aquaculture multitrophique intégrée pour étudier le rendement de l’AMTI en ce qui concerne le recyclage des éléments nutritifs dans l’environnement.

jan. 2010 – déc. 2014

nom du responsable : Andrew Cooper (MPO – SBSA)

Équipe du projet : Thierry Chopin, Jonathan Day (UNBSJ); Shawn Robinson, Fred Page, Les Burridge (MPO – SBSA)

Contact : Andrew.Cooper@dfo-mpo.gc.ca