Les bioréacteurs à membranes (BRM) occupent une place de choix dans les traitements secondaires des eaux usées, au même titre que les traitements biologiques classiques par boues activées. Dans ce schéma, les membranes sont immergées dans les boues activées et remplacent les clarificateurs. « Un biofilm se développe sur la membrane côté boues. Il fait alors office de filtration, comme une double membrane. Tout le travail de l'exploitant consiste à maintenir ce bio-film tout en évitant le colmatage », explique Fabrice Nauleau, directeur recherche et développement chez Saur. Deux configurations possibles influent sur les techniques d'exploitation pour limiter le colmatage : les membranes plates et les membranes à fibres creuses. Stereau, la filiale d'ingénierie de Saur, utilise ex clu si vement les membranes plaques du fabricant japonais Kubota pour son procédé Aqua-RM, alors que Degrémont commercialise les deux options : un procédé par membranes fibres creuses d'ultrafiltration (Ultrafor) et la version membranes plaques (Ultragreen). « En tant qu'exploitant, nous travaillons avec tous les types de membranes. Cependant, le colmatage est plus facile à gérer sur les membranes plaques via de l'injection d'air et en créant des périodes de relaxation que sur les fibres creuses qui nécessitent des cycles de rétrolavage extrêmement fréquents », juge le responsable du groupe Saur.
Le coût d'investissement des procédés BRM, qui évitent une désinfection en sortie, rejoint aujourd'hui celui des traitements classiques, mais leur coût de fonctionnement reste plus élevé à cause d'une consommation énergétique plus forte et de la durée d'utilisation limitée des membranes, en moyenne une dizaine d'années. Cependant, la qualité de rejet obtenue est compatible avec la norme eaux de baignade, d'où l'intérêt des collectivités littorales à s'équiper de ce type de procédé. Ce niveau de qualité permet aussi d'envisager une réutilisation des eaux usées traitées (Reut). Pour cette application, outre le procédé BRM, des modules membranaires d'ultrafiltration suivis d'un stockage peuvent également être installés en sortie de filières classiques (boues activées/clarification). Leur coût reste cependant plus élevé qu'un traitement tertiaire pour réutilisation, basé sur un filtre à sable et une désinfection par rayonnement ultraviolet. Le groupe Saur s'est d'ailleurs penché sur l'efficacité de ces différentes filières de Reut dans le cadre du projet Nowmma installé dans la station d'épuration de Mauguio, dans l'Hérault.
En outre, la compacité du procédé constitue une réponse au manque de surface dans de nombreux cas de réhabilitation. Enfin, son efficacité est testée pour l'abattement de molécules médicamenteuses dans des unités hospitalières.