Le présent article présente des avancées méthodologiques inédites pour évaluer de façon robust les performances de traitement des substances présentes en très faibles concentrations dans les eaux usées brutes et traitées. Il examine l’influence des principales hypothèses de travail sur les valeurs de rendements calculées. Enfin, il expose les principaux résultats obtenus pour 89 micropolluants et différentes filières de traitement, en intégrant ou non les processus se déroulant dans la filière « boue ». Les eaux brutes et traitées, ainsi que les boues de 21 stations d’épuration des zones urbaines ou rurales ont été étudiées par temps sec à l’aide d’échantillons proportionnels au débit. Une amélioration notable du traitement est démontrée pour une majorité de substances dès lors qu’un traitement biologique avec nitrification ou qu’une élimination des matières en suspension sont appliqués. Pour une vingtaine de substances, le principal processus est le transfert vers les boues, pour d’autres il y a en plus une transformation ultérieure. Pour les boues activées en aération prolongée, le traitement des micropolluants atteint des valeurs très supérieures à celles d’un étage primaire. À performances de traitement équivalentes, les filières à cultures fixées (à plus faibles temps de séjour hydrauliques) ont des performances d’élimination des micropolluants équivalentes à celles des boues activées en aération prolongée. Les filières tertiaires d’affinage ont une contribution limitée dans le traitement des micropolluants. Les traitements avancés permettraient de retenir plus de 70 % des substances étudiées, mais ils engendrent des coûts supplémentaires importants, et nécessiteraient d’être étudiés à large échelle.

This paper presents methodological advances for the assessment of accurate removal rates of micropollutants present at very low concentrations in wastewater. The influence of the different calculation rules on removal rates is presented. The results obtained for conventional and advanced treatment types are discussed, considering or not micropollutants stored in sludge lines. 89 micropolluants were measured on composite samples collected from 21 domestic wastewater treatment plants located in municipal and rural areas. It is demonstrated that for most substances, there is a significant improvement of the treatment efficiency with suspended solids removal, or with a biological treatment step with nitrification. For about 20 substances, storage into sludge was demonstrated, while some others compounds are partially transformed in sludge. For medium loaded activated sludge (carbon removal only), the removal rate of micropollutants is similar to the one of primary settling tank. The removal rates for treatment plants with fixed-film biomass are shown to be equivalent to the ones with suspended biomass (activated sludge plants), even if lower hydraulic retention times are generally applied. Conventional tertiary treatment stages have a limited removal efficiency for micropollutants. Advanced processes are efficient for pollutant removal but they need to prove relevance at full-scale plants due to high costs.