Le procédé de méthanisation le plus fréquemment employé dans la filière française est la voie liquide, également dite “infiniment mélangée”. Les intrants sont alors mélangés dans un réacteur à réservoir sous agitation continue. Les autres technologies possibles sont la voie solide et la voie pâteuse.

Caractéristiques

La méthanisation en voie liquide permet notamment de traiter des mélanges de substrats dont le taux de matière sèche est inférieur à 20%, comme les lisiers et des fumiers assez humides. Il est parfois nécessaire d'humidifier les intrants pour baisser le taux de matière sèche, en ajoutant de l'eau ou du digestat liquide pris en sortie de digesteur (on parle alors de recirculation du digestat). Après broyage si nécessaire, les substrats sont incorporés progressivement, soit en continu soit par des tranches de durée entre quelques minutes et quelques heures, dans un réacteur agité en permanence.

Le digestat est également extrait en continu du digesteur pour être dirigé vers un espace de stockage. Compte tenu de sa forte teneur en eau, il peut faire l'objet d'une séparation de phase pour extraire certains nutriments dans la phase solide (notamment matière organique et phosphore), laissant l'azote dans la phase liquide [Moletta 2015, p 190].

Paramètres variables

Le digesteur peut être plus haut que large : il est alors dit "vertical", ou plus large que haut. Il est aussi possible de faire suivre le séjour en digesteur d'un séjour de la matière en post-digesteur. Il s'agit d'un autre réacteur, qui peut être identique au premier ou de dimensions différentes. Il est toujours équipé d'un système de récupération du biogaz produit. Selon les cas, il peut être agité et/ou chauffé pour y augmenter la production de méthane.

La température  de fonctionnement peut être ajustée soit aux alentours de 40°C (fonctionnement mésophile) soit autour de 50°C (fonctionnement thermophile). Le choix est fait selon plusieurs critères, dont les intrants disponibles, le temps de séjour prévu pour ces matières, et les sources d'énergie (le fonctionnement thermophile est plus consommateur d'énergie).

Parmi les paramètres à suivre, le pH est important car il est un indicateur de la qualité de la digestion anaérobie.