Cométha offre un terrain d’expérimentation pour de nombreux procédés et pratiques d’avenir dans le traitement des déchets et l’assainissement des eaux usées. De nombreuses voies d’optimisation sont ainsi étudiées : optimisation de procédés existants, étude de dispositifs de préparation et de prétraitement…
Parmi les principaux axes de recherche figurent :
- la cométhanisation, qui doit permettre d’atteindre un bilan énergétique et environnemental très supérieur à celui atteint dans le cadre de filières séparées ;
- les procédés de traitement thermique alternatifs à l’incinération, notamment la pyrolyse, la carbonisation hydrothermale et la gazéification. Ces procédés transforment la matière carbonée des déchets en gaz de synthèse (ou syngaz) et produisent un résidu solide dans un volume minimisé ;
- la méthanation qui permet de produire davantage de biogaz à partir de gaz de synthèse ;
- les technologies de récupération de l’azote et du phosphore, nutriments essentiels à l’agriculture.