Régimes mésophile et thermophile

On distingue traditionnellement le régime mésophile, à 35–40 °C, du régime thermophile, à 50–55 °C. Beaucoup considèrent encore le premier comme plus stable et le second comme plus rapide et plus productif, mais moins stable. Il y a 10 à 15 ans, nous partagions cette idée et la transmettions à nos clients et aux étudiants.

Notre expérience nous a amenés à remettre en cause cette opposition. Les micro-organismes s’adaptent aussi aux températures comprises entre 40 et 50 °C. Depuis 15 ans, nous exploitons des installations dont les digesteurs fonctionnent entre 30 et 55 °C, sans constater de différences de rendement en méthane ou de stabilité du procédé.

En exploitation, les différences de volumes de biogaz observées selon la température s’expliquent par des phénomènes physiques, notamment la teneur en vapeur d’eau. À température plus élevée, le volume apparent de biogaz augmente, mais cette augmentation correspond à de la vapeur d’eau qui se condense lors du refroidissement.

La température absolue du digesteur compte moins que la manière de l’atteindre et de la maintenir stable. Une hausse de 3 à 4 °C en deux semaines peut détruire l’équilibre biologique. Les installations présentant une carence en micronutriments sont particulièrement vulnérables.

Le refroidissement est moins dommageable que le réchauffement : l’activité des micro-organismes ralentit. Pour passer durablement à une température plus basse, la diminution ne devrait pas dépasser 1 °C par semaine. Cela permet l’adaptation de la biologie et évite une baisse de performance.

En revanche, si la température chute brusquement de 52 à 44 °C, par exemple à la suite d’une panne de cogénération, alors que la consigne était de 52 °C, le retour à cette consigne doit se faire dès que possible.

La température optimale dépend de trois facteurs :
1. les conditions climatiques locales ;
2. la température des intrants à leur arrivée ;
3. la température naturelle du substrat.

Deux situations extrêmes illustrent ce choix : la monodigestion du lisier dans un climat froid et celle de l’ensilage d’herbe ou de maïs sous les tropiques.

En monodigestion du lisier, au moins la moitié de la chaleur récupérée sur la cogénération sert à réchauffer le substrat, par exemple à 37 °C. La température naturelle des animaux, de 37 à 38 °C, est également à prendre en compte. Une température de 37–38 °C est donc préférable. Si elle ne peut être atteinte lors d’un hiver rigoureux, l’installation peut fonctionner correctement à 30–32 °C après une adaptation progressive.

Avec l’ensilage d’herbe seul, les besoins en chaleur sont presque nuls. Les agitateurs et l’autoéchauffement apportent suffisamment de chaleur pour maintenir la fermentation. Selon la température extérieure, le chauffage n’est nécessaire que les jours très froids. L’autoéchauffement incontrôlé en été est alors plus critique. Pour l’herbe sous les tropiques, nous privilégions donc 44–55 °C avec une possibilité de refroidissement.