Canada's oil sands industry uses large volumes of freshwater to extract bitumen from surface-mined ore. With oil production expected to increase 3-fold over the next decade, process water treatment has become a critical issue for oil sands operators, both in terms of sustaining bitumen recovery and protecting freshwater resources. To identify candidate treatment technologies, a review was conducted on the state-of-the-art of water treatment in the oil industry. Significant developments include (i) chemical modifications to adsorbents and membranes to improve pollutant removal and reduce fouling; (ii) hybridization of adsorbent, membrane, and bioreactor technologies to enhance the biological treatment of toxic feedwaters; (iii) advances in photocatalytic oxidation of organic compounds; and (iv) implementation of large-scale treatment wetlands to treat hydrocarbon-contaminated wastewaters. In adapting treatment technologies to the oil sands, operators will need to consider the fouling potential of bitumen and fine clays, the effect of process water alkalinity on treatment performance, and the biodegradability of toxic organic compounds.Résumé : L'industrie des sables bitumineux au Canada utilise d'importants volumes d'eau douce afin d'extraire le bitume du minerai prélevé en surface. En considérant que la production de pétrole devrait tripler au cours de la prochaine décennie, le traitement de l'eau de procédé devient une préoccupation cruciale pour les exploitants des sables bitumineux en termes de récupération durable du pétrole et de la protection des ressources en eau douce. Afin d'identifier des technologies de traitement potentielles, un examen de l'état des connaissances sur le traitement des eaux a été réalisé pour l'industrie du pétrole. Les développements importants comprennent : (i) des modifications chimiques aux adsorbants et aux membranes afin d'améliorer l'élimination des polluants et réduire le colmatage; (ii) l'hybridation de l'adsorbant, la membrane et les technologies des bioréacteurs afin d'améliorer le traitement biologique des eaux d'entrée toxiques; (iii) des progrès dans l'oxydation photocatalytique des composés organiques; et (iv) l'implantation de marécages de traitement à grande échelle afin de traiter les eaux usées contaminées par les hydrocarbures. En adoptant ces technologies de traitement aux sables bitumineux, les exploitants devront tenir compte du potentiel de colmatage du bitume et des argiles fines, de l'effet de l'alcalinité de l'eau de procédé sur le rendement du traitement, ainsi que de la biodégradabilité des composés organiques toxiques.