Filtration (HU) : Différence entre versions

Version actuelle en date du 15 avril 2025 à 10:14

Traduction anglaise : Filtration

Dernière mise à jour : 14/04/2025

Procédé permettant de séparer les constituants d'un mélange qui possède une phase liquide (ou gazeuse) et une phase solide (ou même deux phases liquides constituées de molécules de tailles différentes) en le faisant circuler à travers un milieu poreux.

Sommaire

1 Intérêt en assainissement et en hydrologie
2 Différents types de filtration
3 Mécanismes de filtration

[modifier] Intérêt en assainissement et en hydrologie

La filtration concerne différents processus naturels ainsi que différents procédés mis en œuvre en gestion de l'eau. Il peut s'agir d'éliminer des produits indésirables contenus dans un liquide ou au contraire d'éliminer le liquide présent dans des boues, ou encore de filtrer les poussières présentes dans les fumées.

Ces procédés permettent par exemple de traiter l'eau brute afin de la rendre apte à la consommation humaine, d'épurer des eaux usées, d'épaissir des boues, de traiter des eaux pluviales, etc.

[modifier] Différents types de filtration

On distingue principalement la filtration en profondeur (par exemple filtration dans un sol sableux) et la filtration en surface, par exemple sur une membrane, avec formation d'un dépôt (que l'on appelle gâteau en assainissement) (filtration sur support). Ces deux modes de filtration dépendent des mécanismes principaux en jeu.

On peut aussi nommer différemment l'opération de filtration suivant la taille des pores du filtre : on distingue ainsi (figure 1) :

la filtration particulaire qui retient les particules de taille supérieure à quelques dizaines de microns (10^-5 mètres),
la microfiltration qui retient des particules de taille comprise entre 10^-3 et 10^-6 mètres, ce qui correspond à des vases et des pollens fins ;
l'ultrafiltration qui retient des éléments de dimensions comprises entre 10^-6 à 10^-8 mètres, ce qui correspond à des bactéries et des suspensions colloïdales ;
la nanofiltration qui retient des éléments de dimensions comprises entre 10^-8 et 10^-9 mètres, ce qui correspond à des particules de taille extrêmement réduite incluant par exemple les virus ;
L'osmose inverse qui ne laisse passer que les molécules d'eau.

Figure 1 : Taille et nature des particules enlevées en fonction du type de filtration mis en œuvre ; Source : safewater.

[modifier] Mécanismes de filtration

Trois mécanismes principaux interviennent successivement : la capture, la fixation et le détachement. Leur importance dépend des caractéristiques des particules à retenir et du matériau filtrant mis en œuvre (www.suezwaterhandbook).

[modifier] Mécanismes de capture

La capture peut consister en un simple tamisage mécanique lorsque la taille des particules est supérieure à celle des pores. Si le matériau poreux est homogène, ce type de capture s'effectue toujours en surface. Il est prépondérant lorsque les pores sont fins par rapport à la taille des particules ; il s'accompagne d'un colmatage progressif de la surface.

Les particules plus fines que les pores peuvent également être capturées plus en profondeur dans le corps du matériau lorsque la vitesse de l'écoulement devient insuffisante pour l'entraîner du fait des tortuosités des trajectoires empruntées. Ce deuxième mécanisme de capture est prépondérant dans les matériaux grossiers (filtration par un matériau sableux par exemple).

[modifier] Mécanismes de fixation

Une fois que les particules ont été capturées et/ou que leur mouvement a été suffisamment ralenti, d'autres mécanismes physico-chimiques vont entrer en jeu qui vont conduire à l'adsorption des particules. L'adsorption peut être de nature physique et se traduire par une adhérence des particules transportées sur le filtre en raison des forces de Van der Waals. Des liaisons plus fortes dues aux associations chimiques entre les ions ou les molécules peuvent également se mettre en place selon la nature chimique des particules (chemisorption).

[modifier] Mécanismes de détachement

Du fait de la filtration progressive des particules à l'intérieur du matériau la taille des pores diminue ce qui provoque une augmentation locale de la vitesse. Les particules retenues peuvent alors se détacher ou se briser et être entraînées plus profondément dans le matériau ; il se créé un front de filtration qui progresse progressivement dans le matériau.

Pour en savoir plus :

www.suezwaterhandbook

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 On distingue principalement la filtration en profondeur (par exemple filtration dans un sol sableux) et la filtration en surface, par exemple sur une [[Membrane (HU)|membrane]], avec formation d'un dépôt (que l'on appelle [[Gâteau (HU)|gâteau]] en assainissement) (filtration sur support). Ces deux modes de filtration dépendent des mécanismes principaux en jeu.
-On peut aussi nommer différemment l'opération de filtration suivant la taille des pores du filtre : on distingue ainsi :
+On peut aussi nommer différemment l'opération de filtration suivant la taille des pores du filtre : on distingue ainsi (''figure 1'') :
-* <u>la filtration particulaire</u> qui retient les particules relativement grossières de taille supérieure au mm (10<sup>-3</sup> mètres),
+* <u>la filtration particulaire</u> qui retient les particules de taille supérieure à quelques dizaines de microns (10<sup>-5</sup> mètres),
 * <u>la microfiltration</u> qui retient des particules de taille comprise entre 10<sup>-3</sup> et 10<sup>-6</sup> mètres, ce qui correspond à des vases et des pollens fins ;
 * <u>l'ultrafiltration</u> qui retient des éléments de dimensions comprises entre 10<sup>-6</sup> à 10<sup>-8</sup> mètres, ce qui correspond à des bactéries et des suspensions colloïdales ;