La séparation de phase du lisier porcin en bâtiment permet d’exporter hors du plan d’épandage le phosphore excrété dans la phase solide et de valoriser la fraction organique sous forme de biogaz par digestion anaérobie. La valorisation par épandage de la phase liquide, chargée en azote ammoniacal, est limitée par la réglementation. Il est donc parfois nécessaire de réduire les concentrations en azote de cet effluent grâce à des procédés biologiques. Dans un premier temps, la caractérisation de cette phase liquide réalisée sur plusieurs élevages au cours de ce travail a mis en évidence des concentrations en sels importantes mais aussi des concentrations en matière organique élevées. De fortes variabilités inter-élevage et intra-élevage ont pu être observées. Par la suite, les travaux de modélisation effectués se sont appuyés sur le modèle PiwaT1 (Béline et al., 2007) modifié pour prendre en compte le pH. Les simulations numériques ont permis de montrer la faisabilité et l’intérêt du procédé de shunt des nitrates pour traiter les effluents avec un ratio DCO/N supérieur à 2. Pour les effluents à faible ratio DCO/N, le procédé de Nitritation Partielle–Anammox (PNA) apparaît comme une alternative intéressante. Les travaux expérimentaux réalisés au cours de cette thèse ont ainsi montré la faisabilité du traitement de cette phase liquide par le procédé PNA. Toutefois, les performances observées avec cette phase liquide mettent en évidence une baisse significative des performances du procédé Anammox par rapport à des effluents synthétiques. D’après les observations réalisées, les chutes de performances semblent être multifactorielles. La salinité composée d’un cocktail d’ions et les concentrations en matière organique couplées à un ratio « cations monovalents »/ « cations divalents » élevé ont été identifiés comme les principaux paramètres impactant l’activité des bactéries Anammox ; sans qu’il soit toutefois possible de les identifier spécifiquement et quantitativement.