1. Processus biologique de digestion anaérobie de la matière organique
Lors du processus de digestion anaérobie, la conversion de composés organiques complexes en méthane et en dioxyde de carbone est réalisée par l’action complémentaire de micro-organismes appartenant à une communauté microbienne complexe, tant d’un point de vue taxonomique que fonctionnel. Plus les substances chimiques à dégrader sont complexes, plus le nombre d’espèces microbiennes en interaction est important. Le modèle simplifié développé par Zeikus (1980) pour décrire le processus de méthanisation fait consensus ; il comprend quatre étapes, réalisées par différents groupes microbiens (figure 1). Chaque étape mène à la formation de composés intermédiaires, servant à leur tour de substrats lors de l’étape suivante.
1.1 Hydrolyse et acidogenèse
Lors de l’hydrolyse, les macromolécules comme les polysaccharides, les lipides, les protéines et les acides nucléiques sont clivées, généralement par des enzymes spécifiques extracellulaires, jusqu’à l’obtention de monomères (oses simples, acides gras, acides aminés et bases azotées) qui sont transportés à l’intérieur de la cellule où ils sont fermentés. Les bactéries participant à cette étape ont un métabolisme de type anaérobie strict ou facultatif et forment un ensemble phylogénétique hétérogène regroupant de nombreux groupes bactériens.
Au cours de l’acidogenèse, ces monomères sont métabolisés par des micro-organismes fermentaires pour produire principalement des acides gras volatils (AGV) (acétate, propionate, butyrate, isobutyrate, valérate et isovalérate), mais aussi des alcools, du sulfure d’hydrogène (H2S), du dioxyde de carbone (CO2) et de l’hydrogène (H2). Cette étape mène ainsi à des produits de fermentation simplifiés. Les bactéries qui participent à cette étape peuvent être anaérobies strictes ou facultatives avec un temps de duplication...
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