Ici est décrit un procédé amélioré pour la production d'esters alkyliques inférieurs d'acides gras selon une formule (I) R1CO- OR2 (I) dans laquelle R1CO représente un radical acyle linéaire ou ramifié ayant 6 à 22 atomes de carbone et 0 ou 1 à 6 doubles liaisons et R2 pour un radical alkyle linéaire ou ramifié ayant 1 à 6 atomes de carbone, par transestérification de triglycérides ou d'esters d'acides gras avec des alcools aliphatiques en C1-C6, qui est caractérisé en ce que (a) dans un premier réacteur, une source d'hydrates de carbone soit soumise à une fermentation pour fournir un bouillon consistant principalement en un alcool en C1-C6 aliphatique aqueux, (b) dans un second réacteur, un triglycéride et/ou un ester d'un acide gras avec un alcool supérieur est placé avec un biocatalyseur capable d'effectuer une réaction de transestérification, et (c) ledit alcool en C1-C6 aliphatique aqueux obtenu à partir du premier réacteur est transféré dans le second réacteur afin d'effectuer la réaction de transestérification dans un système à deux phases. Les produits ainsi obtenus sont particulièrement utiles comme bio-diesel ainsi-appelé.