Les cultures mixtes constituent une alternative sérieuse aux cultures pures dans le cadre des procédés biotechnologiques. Néanmoins, la présence de nombreuses interactions microbiennes induit une véritable instabilité aux bioprocédés. Au cours de ce travail, une approche d’ingénierie écologique a été développée avec l’utilisation de facteurs biotiques de contrôle d’écosystèmes fermentaires producteurs de biohydrogène (H2), en bioréacteurs instrumentés. Les objectifs étaient : (i) d’identifier les espèces clés de ces écosystèmes fermentaires, (ii) d’étudier l’introduction de ces espèces comme facteur biotique de contrôle, et (iii) d’étudier la nature exacte des interactions existant entre ces microorganismes, à l’aide d’un consortium synthétique modèle. Il a ainsi été observé que les bactéries minoritaires jouaient un rôle majeur dans le métabolisme global de l’écosystème via des interactions majoritairement non trophiques. Sept groupes d’espèces minoritaires ont alors été utilisées comme perturbateurs biotiques et, en présence de certaines souches, la production d’H2 a pu être multipliée par trois en redirigeant le réseau métabolique global de la culture vers des voies plus favorables. Afin de mieux appréhender la nature exacte des interactions en jeu, un consortium synthétique de deux souches modèles (Clostridium/Desulfovibrio) a été utilisé. Il a été montré que les gains en H2, préalablement observés, étaient dus à une redirection claire des voies métaboliques suite à une interaction non trophique nécessitant un contact physique entre les deux souches (présence de nanotubes). Ces résultats montrent que le contrôle biotique du métabolisme des écosystèmes microbiens par une meilleure compréhension des interactions constitue une voie novatrice de contrôle des cultures mixtes.