Fermentation méthanique

La fermentation méthanique, plus exactement la digestion anaérobie avec méthanogenèse, est la dégradation coordonnée de matière organique en absence d’oxygène. Elle aboutit à un biogaz principalement composé de méthane et de dioxyde de carbone. Elle se déroule dans certains sédiments, marais, appareils digestifs et digesteurs, sans exiger un milieu uniformément alcalin.

Une chaîne microbienne en plusieurs étapes

Les polymères organiques sont d’abord hydrolysés en molécules plus petites. Des microorganismes acidogènes les convertissent ensuite en acides gras volatils, alcools, hydrogène et dioxyde de carbone. L’acétogenèse transforme une partie de ces produits en acétate, hydrogène et dioxyde de carbone. Enfin, des archées méthanogènes produisent du méthane principalement à partir de l’acétate ou du couple hydrogène–dioxyde de carbone. Assimiler toute la chaîne à l’action de bactéries méthanogènes est donc inexact.

Ces groupes dépendent les uns des autres : l’accumulation d’acides ou d’hydrogène peut ralentir les étapes suivantes. La température, le pH, la composition du substrat, le temps de séjour et la présence de substances inhibitrices modifient fortement la vitesse et la proportion des gaz produits. La méthanogenèse fonctionne généralement près de la neutralité, tandis que les premières étapes tolèrent souvent des conditions plus acides.

Dans les milieux aquatiques et les installations

Dans un sédiment privé d’oxygène, la méthanogenèse apparaît après l’utilisation d’accepteurs d’électrons plus favorables. Le méthane peut rester dissous, être oxydé par d’autres microorganismes ou s’échapper sous forme de bulles. Sa présence traduit des conditions réductrices locales, mais pas nécessairement un dysfonctionnement de tout le milieu : des zones anoxiques sont naturelles dans de nombreux marais et sédiments riches en matière organique.

Dans un digesteur, le procédé stabilise des boues ou des résidus et permet de récupérer du biogaz. Il reste distinct des fermentations alimentaires et des traitements aérobies. Le sulfure d’hydrogène, l’ammoniac et la combustibilité du méthane imposent par ailleurs une conception et une exploitation adaptées.