Le surcoût de fonctionnement d'un BRM immergé a pour origine essentielle la consommation d'énergie liée principalement au décolmatage des membranes par aération. La réduction de la demande énergétique passe par l'optimisation de l'aération. Il est alors nécessaire d'entretenir au sein du réacteur une activité biologique épuratrice nécessitant un apport limité en oxygène tout en engendrant un colmatage réduit. L'idée est de développer un BRM en association avec un prétraitement physico-chimique dont le rôle est de retenir une grande partie de la matière organique. Le BRM n'a alors pour rôle que de traiter les composés azotés. La demande en oxygène sera alors réduite du fait de la prédominance des populations autotrophes. Ce travail a donc été centré sur les points suivants: (i) détermination des performances d'un bioréacteur à membrane autotrophe, (ii) suivi et modélisation des cinétiques réactionnelles suivant le modèle ASM1, (iii) définition de nouveaux outils simples de dimensionnement, notamment les grandeurs réactionnelles spécifiques propres aux espèces nitrifiantes comme la vitesse de nitrification exprimée à travers la biomasse nitrifiante : rSNHmax/XBA.