Sans occulter l’aspect performance épuratoire du procédé, l’activité de recherche est, entre autre, orientée vers le développement de procédures d’acclimatation des microorganismes (hétérotrophes, autotrophes) à des effluents (synthétiques ou réels) avec toutes les complications en découlant dues en partie à la nature et la concentration des composés toxiques, à l’importance des phénomènes d’inhibition et aux problèmes de stabilité. Ainsi, l’enjeu porte tout autant sur la connaissance des performances de biodégradation que sur la maîtrise du procédé couplé. L’objectif in fine est d’optimiser les potentialités de la biomasse pour la dégradation biologique et d’obtenir une séparation membranaire optimale.

L’intensification des processus de transferts est également partie intégrante de l’axe, de manière à avoir une meilleure compréhension des mécanismes de transferts. Sont ainsi étudiés : - les conditions opératoires en lien avec les problèmes hydrodynamiques locaux (cisaillements, contraintes) - la structure des flocs biologiques (en collaboration avec l’axe rhéologie des boues), - le colmatage membranaires (protéines, acides humiques …) - les transferts de matières afin de tendre vers une compréhension locale en maîtrisant les interactions fluide – particule – membrane. La modélisation systémique est également abordée à travers, par exemple, des modèles cinétiques de transferts de Andrews-Haldane et Monod.
Enfin, les activités biologique in-situ sont également étudiées, à travers un système simplifié dans lequel l’activité biologique est minimale (respiration endogène) ou à travers un système complexe dans lequel l’activité est maximale (respiration exogène)

L’axe Bioréacteur à Membrane est caractérisé par son approche transversale et pluridisciplinaire en vue d’identifier les mécanismes complexes mis en jeu et par un savoir faire en conduite du procédé de l’échelle pilote (10 L) à l’échelle semi- industrielle (8m3) quelle que soit la configuration externe, immergée et immergée-externe.