Initié par l'Organisation des Nations Unies (UN-Water), le dernier rapport sur l'évaluation globale annuelle de l'assainissement et l'eau potable de l'Organisation mondiale de la santé (GLAAS, 2010) présente bien l'ampleur des enjeux de l'assainissement des eaux usées et leurs conséquences sur la santé humaine. La résolution de l'Assemblée générale de Nations-Unies sur le droit de l'homme à l'eau et à l'assainissement (ONU A/RES/64/292, 2010) ainsi que celle, unanime, de la 65e assemblée mondiale de la Santé (WHA64.24, 2011) démontre la volonté des états membres à vouloir améliorer la situation et à soutenir l'effort mondial pour réaliser " l'assainissement durable ". Afin de répondre à ces engagements et en particulier à celui de réduire de moitié la proportion des personnes qui n'ont pas accès à un assainissement d'ici 2015 (Cible 7C, NU 2008), la solution proposée émane d'un changement de paradigme dans la conception des stations d'épuration. Ce changement est fondé sur une modification de la finalité des stations d'épuration, à savoir : produire des biens consommables soumis à des normes de rejets. Il repose sur les principes de la qualité industrielle et d'une approche systémique regroupant ceux d'économie, d'écologie, de thermodynamique ainsi que de santé et sécurité des populations. Les études ont porté sur différentes technologies de traitement des eaux usées (coagulation-floculation, biologique incluant les plantes et l'ozonation) ainsi que sur les technologies de valorisation énergétiques des boues (compostage, méthanisation et gazéification). Les données ont été obtenues en réalisant des tests en laboratoire ainsi que des essais sur site à l'aide d'unités de traitement à l'échelle pilote. Ces données associées à des résultats provenant des expériences publiées dans la littérature ont permis de réaliser des calculs et des simulations pour valider les scénarios de traitement. Par exemple, les résultats des essais en usine ont permis de montrer qu'en dérivant une fraction des eaux usées (33 % du débit) avant le traitement biologique, puis en désinfectant avec de l'ozone les deux effluents séparément, la consommation d'ozone est réduite de 10 % pour atteindre le même objectif de désinfection. En dérivant ce pourcentage de débit d'eaux usées, les temps de rétention du système de traitement biologique et de la décantation secondaire sont augmentés d'un pourcentage équivalent. Cette augmentation permet d'augmenter les rendements d'épuration des deux technologies, réduisant du même coup la consommation d'ozone pour la désinfection. Les seconds résultats proviennent d'une étude de faisabilité visant à intégrer un traitement biologique dans une station d'épuration physico-chimique afin d'améliorer la qualité des effluents rejetés dans le milieu récepteur. Les résultats des simulations ont permis de mettre en évidence une réduction de la consommation annuelle de coagulants en concevant un système de traitement où une partie des eaux usées sont traitées par une coagulation-floculation-décantation et le reste par un traitement biologique, avant d'être rejetées dans le milieu récepteur. Finalement, les résultats de simulation de scénarios de traitement des eaux usées et de valorisation des boues produites ont permis de déterminer les conditions pour qu'une station d'épuration soit autonome énergétiquement. En combinant ces résultats, les principes de conception d'une station de traitement des eaux usées en réseau ont pu être établis.