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Matériaux filtrants

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Des centaines de matériaux différents ont été utilisés jusqu'à présent comme milieux filtrants, parmi lesquels on peut signaler les papiers, les tissus, les fibres plastiques ou métalliques, les feuilles de métal perforé ou photogravé, les lits de sable et de charbon ou encore des matériaux frittés. Une classification s'imposait alors pour mieux comprendre les propriétés.

Il existe deux types de filtres, différant fondamentalement par leurs mécanismes de rétention.

Les filtres écrans ou sur membrane:

Ce sont des matrices poreuses, de géomètrie régulière, retenant les particules sur leur surface par un mécanisme de criblage. On sait produire ces filtres de façon fort précise, de façon à obtenir des diamètres de pore bien définis. La filtration à travers un tel milieu est absolue, car aucune particule de taille supérieure au diamètre de pore ne traverse le filtre.


• La notion de filtration sur membrane fait référence à un processus où les contaminants dont la taille est supérieure à celles des pores sont retenus à la surface de la membrane.
Les contaminants dont la taille est inférieure à celles des pores peuvent quant à eux, soit traverser la membrane, soit être retenus dans la membrane par un autre mécanisme.
Les membranes filtrantes sont utilisées dans des applications critiques, comme la stérilisation ou la filtration finale.
Avantages : seuils de filtration absolus en dessous du micron, rétention de bactéries et de particules (selon la taille des pores), généralement faible niveau d'extractibles et possibilité de tester l'intégrité.
Inconvénients : débits plus faibles qu'avec des médias en profondeur, coût plus élevé que les médias en profondeur

Les filtres en profondeur:

Le papier buvard en est un exemple. Il n'a pas de diamètre de pore strictement défini, ceci étant du à sa structure fibreuse. Leurs principaux mécanismes de rétention sont l'adsorption et le piégeage.


• La notion de filtration en profondeur décrit un processus où les contaminants sont retenus dans la profondeur et à la surface du média filtrant.
Avantages : faible coût, importants volumes filtrés avant colmatage, grande capacité de rétention des impuretés, protection des filtres finaux, élimination d'une large gamme de tailles de particules.
Inconvénients potentiels : migration du média (relarguage), seuil de filtration nominal, relarguage des particules en présence d'une pression différentielle élevée.

Les filtres combinés:

• La filtration combinée met en œuvre simultanément des membranes avec différentes tailles de pores, ou assemble des médias en profondeur et des filtres membranes. Elle peut constituer une alternative économique à l'usage de préfiltres et de filtres finaux individuels.

 

 
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