La méthanisation consiste à placer de la matière organique en présence de micro-organismes en conditions contrôlées et en l'absence d'oxygène (réaction en milieu anaérobie). Il se produit alors une transformation dans laquelle une partie de cette matière organique devient un gaz énergétique : le biogaz. Le digestat qui reste contient une partie de la matière organique et l'ensemble des éléments minéraux (azote, phosphore, potassium) contenus initialement dans la matière organique. Il est utilisé comme produit fertilisant sur les cultures.

Pour réaliser la méthanisation, les matière organiques (appelées intrants) sont stockés dans une cuve hermétique, souvent de forme cylindrique. Dans cette cuve, appelée méthaniseur ou digesteur, la matière est soumise à l’action de micro-organismes (bactéries) en l’absence d’oxygène. Plusieurs réactions biologiques successives ont alors lieu, formant ce qu'on appelle la digestion anaérobie. On obtient ainsi le biogaz, un mélange gazeux de méthane et de gaz carbonique, ainsi qu’un co-produit pâteux : le digestat, qui peut être utilisé comme engrais.

Deux méthodes sont utilisées :

• La méthode la plus fréquemment employée dans les installations françaises est la voie liquide, également dite “infiniment mélangée”. Les intrants sont alors mélangés dans un réacteur à réservoir sous agitation continue. Elle permet notamment de traiter des mélanges de matières dont le taux de matière sèche est inférieur à 20% en entrée, comme les lisiers et certains fumiers.

• Une autre méthode est appelée méthanisation en voie sèche ou solide. La technique utilisée le plus fréquemment est la technologie discontinue qui consiste à remplir successivement plusieurs digesteurs fermés, qui fonctionnent ainsi en parallèle. Le taux optimal de matière sèche se situe aux alentours de 30%.
  Une autre technologie de voie sèche continue, dite “piston”, est plus rare dans les installations françaises. Dans ce cas, l’alimentation est faite en continu à l’entrée du digesteur, et la matière progresse au fil du temps le long de l’agitateur, jusqu’à sortir après un temps de séjour donné.

La filière méthanisation représente l'ensemble des acteurs économiques impliqués : agriculteurs, constructeurs, fournisseurs d'intrants, assistants à maîtrise d'ouvrage, financeurs, etc. Par ailleurs, plusieurs services publics peuvent être impliqués dans le soutien aux projets ou la gestion des dossiers administratifs, à différentes échelles (mairie, département, région, Etat) [Berthe et al. 2019].