Dans un contexte de raréfaction de la ressource en eau, la réutilisation de l’eau est nécessaire. Dans cette étude, une unité d’ultrafiltration semi-industrielle placée en sortie d’une station d’épuration urbaine a été étudiée pour évaluer sa faisabilité et sa durabilité. L’optimisation des conditions opératoires a permis de donner pour la première fois des conditions d’exploitations fiables et durables qui se dégagent par une analyse comparative de l’impact de 15 conditions opératoires différentes sur la qualité de l’eau, la variation de perméabilité, la gestion du colmatage irréversible et le taux de conversion de l’eau. Une étude sur du long terme a validé cela avec des performances de filtration durables et adaptables quelles que soient la température et la qualité de l’eau d’alimentation. De plus, les rétrolavages essorés à l’air ont permis une excellente réversibilité du colmatage des membranes, qui était d’environ 1,25 à 2 fois supérieure à celle des rétrolavages classiques en moyenne. La qualité du perméat d’ultrafiltration a été suffisamment bonne pour être réutilisée dans des applications non potables, car elle répond à la meilleure qualité des directives de réutilisation de l’Organisation mondiale de la santé, aux normes de réutilisation de la France et à la réglementation européenne la plus récente pour l’irrigation agricole. Une étude spécifique du nettoyage des membranes a permis de montrer que l’utilisation de chlore pouvait avoir une efficacité accrue lorsqu’il est couplé à l’effet mécanique des rétrolavages essorés. Finalement, le calcul des coûts d’investissement et de fonctionnement du système d’ultrafiltration est donné dans les conditions optimisées. Au travers de cette étude, l’ultrafiltration apparaît comme un traitement tertiaire fiable pour la réutilisation de l’eau et les résultats donnent des indications opérationnelles pour l’échelle industrielle et des propositions pour la gestion du colmatage des membranes par rétrolavage à l’air assisté chimiquement.

In the context of water resource depletion, water reuse is necessary. In this study, a semiindustrial ultrafiltration pilot plant established at the outlet of an urban wastewater treatment plant was studied to assess its feasibility and sustainability for non-potable water reuse. The optimization of operating conditions made it possible to support reliable and sustainable filtration performance, the operating conditions were optimized through comparative analysis in terms of water quality, permeability variation, irreversible fouling management, and water recovery rate. The long-term study with the best condition provides sustainable and adaptable filtration performance regardless of the temperature and feed water quality variation. In addition, the air backwashes enabled excellent reversibility of membrane fouling, which was approximately 1.25 to 2 times higher than of classic backwashes in average. The quality of the ultrafiltration permeate was good enough to be reused in non-potable purposes as it met reuse guidelines of the World Health Organization, reuse standards of France, and the most recent European Union regulation for agricultural irrigation. A specific study of membrane cleaning has shown that the addition of chlorine in backwash water can greatly increase cleaning efficiency of air backwashes. Finally, the calculation of the capital and operational expenditures of the ultrafiltration was made under optimized conditions. Through this study, ultrafiltration is confirmed to be a reliable tertiary treatment for water reuse and the results give operational indications for the industrial scale and provides proposals for the management of membrane fouling by air backwash with chemical assistance.