Comment les capteurs de qualité de l'eau multiparamètres permettent-ils de relever le défi de la surveillance en cas de « forte salinité et d'encrassement biologique » ?

L'aquaculture, véritable moteur de croissance en Asie du Sud-Est, se transforme en une machine à plein régime. Les chaînes de production transfrontalières se développent, la logistique du froid s'améliore et les groupements d'exploitations aquacoles du golfe de Thaïlande aux îles Riau évoluent vers des opérations continues et pilotées par les données. Dans ce contexte, la détection représente un point faible.

L'eau salée à forte salinité (plus de 35 dans la plupart des zones d'élevage côtières) et la prolifération d'organismes nuisibles augmentent considérablement les taux d'échec et limitent l'oxygène dissous, alors même que la conversion des aliments en nutriments essentiels à la survie exige une régulation rigoureuse de l'oxygène. Des capteurs à la fois précis dès le départ et stables pendant plusieurs semaines dans des conditions difficiles sont indispensables pour permettre aux systèmes marins et saumâtres, aux coopératives et aux opérateurs de suivre le rythme d'une croissance rapide.

Pourquoi la forte salinité et la bio-encrassement perturbent-ils la surveillance conventionnelle ?

Biofouling : le principal perturbateur de données

Les fermes aquacoles de l'ASEAN situées sur le littoral se trouvent dans des eaux chaudes, fertiles et riches en nutriments, rapidement recouvertes d'humidité en surface et submergées en quelques minutes par des dépôts visqueux et des organismes plus gros. Ces derniers affectent notamment les fenêtres optiques à membrane et les cellules de conductivité. La bio-encrassement donne l'impression d'une dérive et d'un bruit aléatoire, et peut parfois empêcher la transmission de la lumière ou la diffusion des gaz. Il en résulte des mesures faussées et, dans le pire des cas, une panne complète du capteur, ce qui est inacceptable pour un responsable. L'encrassement réduit la qualité des données et allonge l'intervalle entre les interventions de maintenance. Il augmente également les coûts, car les équipes doivent nettoyer, recalibrer et redéployer les équipements plus fréquemment.

Salinité et température : le défi du calcul de l'oxygène dissous

Une autre complexité liée à l'oxygène dissous réside dans sa dépendance à la salinité et à la température. Les capteurs d'oxygène, qu'ils soient électrochimiques ou optiques, mesurent l'extinction de la lumière ou la pression partielle, et non directement la concentration. Le contrôle en aquaculture utilise les milligrammes par litre. La solubilité de l'oxygène diminue avec l'augmentation de la salinité et varie également en fonction de la température et de la pression. Un signal d'oxygène dissous doit donc être corrigé pour fournir la concentration exacte. À 35 % d'eau de mer et aux températures normales d'aquaculture, un capteur non compensé affichera une valeur erronée de plusieurs dizaines de milligrammes par litre. Une telle erreur importante peut entraîner une aération prématurée ou masquer un risque de faible oxygénation à l'aube. Il est donc recommandé d'effectuer une correction de température et de salinité sur toute la plage de valeurs rencontrée par les élevages.

Pourquoi la forte salinité et la biofouling perturbent la surveillance conventionnelle

Même un appareil optique haut de gamme utilisant une simple sonde à oxygène est insuffisant en milieu fortement salin ou en cas de forte pollution. La norme actuelle repose sur une sonde multiparamètres de qualité de l'eau, composée de deux éléments clés. Le premier est un système anti-encrassement qui limite la prolifération bactérienne sur toutes les surfaces humides. Le second est un circuit d'oxygène qui compense la température par la salinité et intègre des mesures exogènes de pH et de conductivité. Cette intégration est essentielle, car les valeurs correctives telles que la température et la salinité sont traitées comme des valeurs de référence mesurées simultanément et au même endroit. Cela permet d'éliminer les conjectures et les données théoriques.

Revêtements anti-salissures, matériaux et autonettoyants actifs

Stratégies anti-salissures passives et actives

Dans les conditions de l'ASEAN, aucune protection contre l'eau n'est suffisante. Des conceptions performantes reposent sur des stratégies de stratification. Les faces optiques et les membranes sont protégées par des écrans ou des rubans en alliage de cuivre, ou par du ruban de cuivre. Des couches de polymère réduisent l'adhérence. Des racleurs mécaniques ou des brosses annulaires nettoient les électrodes et les fenêtres à intervalles prédéterminés afin d'empêcher l'adhérence précoce de dépôts visqueux aux résidus. Cette expérience de terrain, acquise au fil des années, montre que ces combinaisons prolongent la durée de déploiement et maintiennent les performances en réduisant la dérive liée à l'encrassement. Le gain financier réside dans la réduction des interventions sur site et la diminution des risques de pertes de données silencieuses et prolongées lors des opérations de maintenance.

Meilleures pratiques opérationnelles

Pour les opérateurs, les questions pratiques sont simples : quelle sera la durée de protection dans une eau de mer à 30-32 degrés ? À quelle fréquence le système d’essuyage doit-il fonctionner ? À quelle fréquence les petites pièces sont-elles remplacées ? Les fournisseurs varient, mais les conditions d’utilisation sont claires. Une protection à base de cuivre doit être utilisée lorsqu’elle est appropriée. Choisissez des sondes dotées d’un revêtement anti-salissure sur les faces critiques en usine. Indiquez si un système d’essuyage automatique ou une brosse est nécessaire dans les zones comportant des fenêtres optiques ou des membranes de verre. Élaborez un programme de nettoyage tenant compte des saisons de prolifération d’algues, des taux de nourrissage et des conditions météorologiques locales. C’est cette combinaison de finition passive de la surface et de nettoyage actif qui permet de maintenir des niveaux d’oxygène et de pH stables de façon hebdomadaire, et non quotidienne.

Oxygène compensé en température qui tient compte de la salinité

Le contrôle de l'oxygène est défaillant lorsque la correction de la température et de la salinité est négligée. Il a été démontré que la température influence la réponse optique et modifie la solubilité de l'oxygène. La salinité, quant à elle, modifie la conversion en milligrammes par litre, indépendamment de la pression partielle. Deux corrections sont utilisées dans les canaux optiques modernes de mesure de l'oxygène. L'une compense la température sur le trajet optique. L'autre normalise la salinité, et généralement la pression, afin de convertir l'oxygène mesuré en une concentration. Les modèles les plus avancés sont calibrés à la fois en fonction du signal de température, de la salinité et de la profondeur. Ceci permet une meilleure concordance avec les méthodes de référence en conditions réelles et réduit la marge d'erreur par rapport à une correction basée uniquement sur la température, lorsque la salinité varie sous l'effet des marées ou du mélange.

Un exemple concret de fermes de l'ASEAN

LeBOQU La sonde multiparamètres MS 301 est une plateforme pratique. Elle mesure la température, le pH, la conductivité, la salinité, la turbidité, la chlorophylle, les cyanobactéries et l'oxygène optique dans un boîtier robuste unique, avec un système autonettoyant en option. Ses caractéristiques essentielles pour les applications en milieu marin et saumâtre sont un canal d'oxygène optique précis à quelques dixièmes de milligrammes par litre dans la couche supérieure très transparente, une détection de température intégrée et une plage de conductivité couvrant toute la salinité de l'eau de mer. Lorsque l'oxygène est combiné à la conductivité intrinsèque, l'instrument applique une correction de salinité constante. L'option de nettoyage réduit la prolifération de dépôts sur la fenêtre d'oxygène et sur la vitre du pH, assurant ainsi des valeurs de référence stables entre les interventions de maintenance.

Concevoir un déploiement qui résiste aux réalités de l'ASEAN

Pour transformer les caractéristiques en données de haute qualité et faciliter de meilleures décisions en matière d'inventaire, alignez vos choix de matériel sur une approche réglementaire.

Ce que le bien représente en chiffres

Dans les fermes aquacoles côtières développées, qui utilisent des systèmes anti-salissures et des systèmes d'oxygénation optique adaptés à la température et à la salinité, on observe fréquemment une marge d'erreur d'environ ±0,2 à 0,3 milligramme par litre lors des applications hebdomadaires. Ces systèmes préviennent également les épisodes de dérive prolongée, qui pouvaient autrefois perturber l'aération. Des recherches et des observations de terrain ont démontré que les biofilms sont capables de modifier l'oxygénation optique et électrochimique, souvent de manière opposée. Réduire l'exposition aux salissures et éliminer la couche initiale de biofilm est essentiel, et non purement esthétique. Il s'agit d'une mesure de protection fondamentale pour une croissance optimale. Ceci est également démontré sur le terrain : des traitements anti-salissures systématiques permettent d'allonger la durée de vie des équipements et de réduire les coûts d'exploitation grâce à la diminution des interventions. Au final, la croissance est stabilisée, les épisodes de faible oxygénation à l'aube sont moins fréquents et la consommation d'énergie liée à l'aération est réduite.

Liste de contrôle des achats pour les groupes et opérateurs d'Asie du Sud-Est

Exemple de produit :   BOQU MS 301 Sonde multiparamètre

En résumé

Le problème de la forte salinité et de la bio-encrassement n'est pas un simple désagrément. Il constitue le principal obstacle à une surveillance fiable des systèmes côtiers et saumâtres d'Asie du Sud-Est. Des sondes multiparamètres, dotées de dispositifs anti-encrassement et de mesures de température et de salinité, ainsi que de capteurs optiques d'oxygène, de pH et de conductivité, permettent d'identifier les causes profondes de la dérive et des ruptures. Cette stratégie, éprouvée, est parfaitement adaptée aux pratiques quotidiennes des fermes aquacoles de l'ASEAN. Elle se traduit par une réduction des visites sur site, une diminution des marges d'erreur pour la mesure de l'oxygène et une meilleure fiabilité des alarmes signalant le danger à l'aube.

Avec la modernisation de l'aquaculture transfrontalière vers cette approche intégrée, il s'agit de l'une des actions les plus efficaces qu'une coopérative ou un opérateur puisse entreprendre, car on ne peut pas tenir compte de ce que l'on ne mesure pas avec confiance, et dans ces eaux, la fiabilité est primordiale et dépend de la salinité.