Les high rate algal ponds (HRAP) sont des systèmes de traitement des eaux usées peu énergivores où les microalgues produisent l’oxygène pour la dégradation aérobie de la matière organique par les bactéries. Cette thèse propose une approche intégrative impliquant différents systèmes d’étude pour étudier les interactions au sein du consortium microalgues-bactéries dans de tels sytèmes. L’hypothèse selon laquelle le carbone organique est consommé uniquement par les bactéries a été discuté dans la littérature, soulevant l’hypothèse d’une croissance microalgale hétérotrophe significative impactant potentiellement les interactions avec les bactéries. Au regard de la complexité des interactions trophique dans le consortium microalgues-bactéries, une étude en photobioréacteur (PBR) de laboratoire en conditions contrôlées utilisant de l’acétate comme source de carbone organique et couplée à une approche de modélisation a été conduite. Ces outils se sont avérés sursimplifiés, cependant ce travail a révélé que les interactions entre les microalgues et les bactéries en high rate algal pond pourraient être plus complexes qu’une simple synergie reposant sur des échanges d’O2 et de CO2. Par ailleurs, les microalgues ont joué un rôle majeur non seule- ment dans les interactions trophiques avec les bactéries mais également dans les méchanismes de désinfection par la production d’espèces réactives à l’oxygène.