Les modèles déterministes type ASM (activated sludge model) développés depuis 20 ans sont largement utilisés pour améliorer la dépollution de l'azote et du phosphore par voies biologiques. Ils s'appuient sur une compartimentation de la matière organique en 4 catégories, permettant de distinguer deux cinétiques bactériennes (rapidement et lentement biodégradable) en plus d'associer son devenir au temps de séjour (hydraulique ou solide). Pour déterminer ces fractions, des tests biologiques en réacteurs ont été développés depuis plusieurs années. Ils consistent à maintenir des conditions oxydantes (aérobie, anoxie) et à mesurer régulièrement : (i) la DCO ou le COT dans un réacteur aéré sur les phases dissoute et particulaire ; (ii) la consommation en oxygène instantanée (respirométrie), ou cumulée (DBO ultime). Des techniques de séparation de phase sont également utilisées comme la filtration (0.45 ou 0.10 μm), avec ou sans coagulation/floculation préalable (ex. FeCl3). Le choix du test de fractionnent et sa mise en oeuvre ont une influence sur les résultats des simulations qui sont effectuées. Il n'est pas rare de voir une utilisation inappropriée, menant à un calage inadéquat des paramètres, à des prévisions erronées de performances, voire des erreurs de dimensionnement. De plus, l'incomplète connaissance de l'influence des conditions opératoires conduit à des erreurs de compartimentation. Enfin, les techniques de caractérisation biochimiques sont rarement comparées aux techniques conventionnelles. Aujourd'hui, l'enjeu principal est d'assainir la pratique d'utilisation des techniques de fractionnement en amont de l'utilisation des modèles de procédés. Des enseignements ont été dégagés de l'ensemble des travaux menés par le Cemagref, pour lesquels les différentes méthodes ont été appliquées de manière systématique (inter-comparaison). On observe : * une fraction biodégradable d'une eau usée plus importante lorsque déterminée à l'aide de la méthode du réacteur aéré (45 jours) ; les méthodes de respirométrie et de DBO ultime donnant des résultats équivalents. Pour les effluents contenant des molécules du types acides humiques (lixiviat, compost) la respirométrie sous estime la part biodégradable en raison du faible temps d'expérimentation (2 jours). * les conditions opératoires ont été précisées pour la respirométrie : L'influence de l'agitation est d'autant plus importante que le milieu de mesure est concentré (cas des lisiers). Le choix de la boue biologique d'origine urbaine utilisée (inoculum) a peu d'influence sur les résultats de fractionnement finaux. Enfin, concernant les conditions d'oxydoréduction, la matière organique dégradée en anoxie semble plus faible que celle dégradée en aérobie. * les techniques de détermination de la DCO soluble ont été examinées. Une étape de coagulation/floculation au FeCl3 préalable à l'étape de filtration à 0.45 μm permet de piéger les petites molécules coagulables (sucres, acide aminés, protéines) permettant de réduire la DCO filtrée de 20 %. La filtration simple à 0.1 μm n'arrête pas ces petites molécules. * des techniques d'identification biochimiques (aromaticité, poids moléculaire, polydispersivité, hydrophobie) ont été mises en oeuvre. Leur apport concerne exclusivement le compartiment dissous (après filtration à 0.45 μm). La disparition d'un composé de la phase soluble pouvant être expliquée par le transfert vers la phase solide, ces analyses ne permettent pas de quantifier stricto-sensu l'abattement de la matière organique au sein des procédés. L'identification des composés n'est pas quantitative, avec de surcroît 40 à 60% des composés non identifiés.