Filtre presse (HU)

Traduction anglaise : Filter press

Dernière mise à jour : 07/03/2026

Dispositif mécanique de déshydratation des boues consistant à les comprimer entre deux plateaux équipés de toiles filtrantes ; on parle également de "filtre à plateaux" ou de "filtre presse à plateaux".

Principes de fonctionnement

Structure du dispositif

Un filtre presse est constitué d'une succession de plaques formées de cadres recouverts de toiles filtrantes. Chaque espace entre deux plaques successives forme une chambre dans laquelle les boues peuvent venir se stocker, ces chambres sont séparées par des cadres creux de moindre épaisseur. L'ensemble est enserré entre deux plaques métalliques qui peuvent être actionnées par un ou deux vérins hydrauliques. Les boues sont introduites à une extrémité du filtre et le filtrat est évacué en partie basse (figure 1).

Figure 1 : Schéma de principe d'un filtre presse.

L'ensemble du système est monté sur un support rigide compact (figure 2).

Figure 2 : Filtre presse à plateaux ; crédit photo : Patrick Savary.

Une variante du filtre-presse à plaque et à cadre classique est la presse membranaire (ou filtre à plateaux à membrane ou encore filtre à plateaux-membranes), dans lequel la pression sur les boues peut être augmentée au moyen de membranes déformables, placées entre les cadres, lesquelles peuvent être gonflées sous l'action d'air ou d'eau sous pression (figure 3).

Étapes de fonctionnement

Figure 3 : Principe de fonctionnement d'une presse membranaire.

Le dispositif fonctionne par cycles constitués de 4 (ou 6 dans le cas des presses membranaires) étapes successives :

• étape 1 - remplissage : les boues, après addition des réactifs, sont introduites à l'aide d'une pompe et viennent remplir les chambres.
• étape 2 - filtration : les vérins mettent le dispositif en pression (généralement sous 7 à 8 bars) et l'eau passe progressivement à travers la toile qui retient les particules solides ; le filtrat est collecté, soit au niveau de chaque cadre, soit à l'extrémité du filtre.
• étape 3 (cas des filtres presses membranaires) - compactage : il est possible d'équiper le filtre de membranes déformables qui vont se gonfler sous l'action d'air ou d'eau sous pression, augmentant ainsi le compactage des boues (pression jusqu'à 15 bars).
• étape 4 (cas des filtres presses membranaires) - décompactage : l'air ou l'eau est évacuée des membranes de façon à diminuer la pression.
• étape 5 - débâtissage : les vérins sont ensuite desserrés de façon à écarter les plateaux pour évacuer les gâteaux formés à l’intérieur des différentes chambres.
• étape 6 - lavage : la dernière étape, dont la fréquence est beaucoup plus élevée en cas d’utilisation de polymère, consiste à laver les toiles filtrantes ; cette étape génère d’importantes quantités d’eaux chargées en solides qui sont réintroduites en amont de traitement.

Un nouveau cycle peut alors commencer.

Conditionnement des boues

Un conditionnement des boues par ajout de réactifs est indispensable pour accélérer la filtration. On utilise généralement des réactifs de coagulation-floculation qui facilitent l'agglomération des particules et la libération de l'eau. Les plus utilisés sont le chlorure ferrique et le lait de chaux utilisés simultanément. Des polymères peuvent aussi être utilisés, seuls, ou plus généralement avec un sel ferrique.

L’usage de polymères rend les gâteaux plus collants et donc le débâtissage plus difficile. Des toiles spécifiques peuvent cependant faciliter la dépose du gâteau et le lavage ultérieur des toiles (Amorce, 2012).

Le recours à la chaux ne contribue que peu à l’hygiénisation de la boue, car il s’agit d’une chaux éteinte.

Performances

Les siccités obtenues dépendent essentiellement de la nature des boues introduites dans les filtres à plateaux et des réactifs utilisés.

Pour des boues de filière boues activées en aération prolongée, avec des ajouts de chlorure ferrique (FeCl3) de l’ordre de 6 à 8% de la masse de Matière Sèche extraite de la file eau, et de chaux éteinte (Ca(OH)2) de l’ordre de 25 à 40% de cette même masse de Matière Sèche, la siccité des boues déshydratées avoisine 32%. Derrière des filières eau à moyenne charge ou cultures fixées, les siccités obtenues sont proches de 35%, voire davantage si des boues de décantation primaire y sont mélangées.

Avec un conditionnement chlorure ferrique de l’ordre de 3 à 5% de la masse de Matière Sèche extraite de la filière eau, et polymères de l’ordre de 4 à 7% de cette même masse de Matière Sèche, les siccités sont à peu près 15% plus faibles que celle précédemment indiquées.

Avantages et inconvénients - domaine d'utilisation

Les principaux avantages de ce procédé sont :

• en premier lieu, l'efficacité de la déshydratation : le procédé permet d'obtenir des siccités supérieures à 30% (un peu plus avec l'utilisation de réactifs minéraux qu'avec des réactifs polymères) (Girault et al., 2014) (voir figure 4) ;
• sa faible consommation énergétique, notamment en comparaison des centrifugeuses ;
• des filtrats peu chargés ;
• le fonctionnement par cycle, qui permet d'adapter la capacité de traitement à la quantité de boue à traiter.

Le principal désavantage réside dans le coût élevé de cette filière, tant en équipement qu’en génie civil.

La présence de personnel pour surveiller le débâtissage, même pour les modèles dits automatiques, est aussi un inconvénient à prendre en compte dans la programmation des pressées.

La consommation en réactifs est plus élevée que pour les centrifugeuses et autres types de filtres presses.

Figure 4 : Les filtres presses à plateaux permettent d'obtenir des boues très consistantes ; crédit photo : Patrick Savary.

Le procédé reste cependant très technique et nécessite un suivi et une maintenance importante. Il est donc plutôt réservé aux grandes stations d'épuration (plus de 100 000 EH), même si des dispositifs compacts sont parfois utilisés dans des stations plus petites, en particulier lorsqu'il est difficile de valoriser les boues par épandage. Le haut degré de siccité obtenu facilite en effet l'incinération.

Bibliographie :

• Amorce (2012) : Boues de station d’épuration : Techniques de traitement, valorisation et élimination ; note technique DT 51 ; 36 p. ; disponible sur https://www.pseau.org/outils/ouvrages/amorce_boues_de_step_techniques_de_traitement_valorisation_et_elimination_2012.pdf
• suezwaterhandbook

Pour en savoir plus :

• Girault, R., Tosoni, J., Reverdy, A-L., Richard, M., Baudez, J-C. (2014) : Déshydratation mécanique des boues d’épuration - État des lieux des filières en France métropolitaine ; rapport final IRSTEA pour l'ONEMA ; 54p. ; disponible sur : https://fr.scribd.com/document/847711816/deshydratation-des-boues-onema-2014-pdf263197734