Pour chiffrer l’efficacité d’un filtre, c’est-à-dire quantifier sa capacité à retenir des contaminants, on peut indiquer le diamètre de la plus grande particule sphérique indéformable susceptible de traverser le filtre, en spécifiant dans quelles conditions expérimentales le test de filtration a été effectué (débit, conditions de pression …). Pour qualifier les performances du filtre, on indique alors cette taille, en micromètres, une unité adaptée aux dimensions des polluants rencontrés en filtration industrielle. Mais plutôt que de donner une valeur seuil unique, les fabricants communiquent souvent des taux de rétention pour différentes tailles de particules, bien plus opérationnels.
Le bêta ratio
Le rapport β est calculé en rapportant le nombre de particules d’une taille donnée présentes en entrée du filtre (par unité de volume) au nombre de particules de même taille ayant traversé le filtre :
β = nombre de particules en amont / nombre de particules en aval
Ainsi, si le filtre retient par exemple une particule sur 3 de taille supérieure ou égale à 10 µm, le rapport β du filtre sera de 3. Si une particule sur 300 seulement passe à travers le filtre, son rapport β sera de 300. Plus le β du filtre est élevé, plus le filtre est performant.
Conseil d'expert
Attention, certains fabricants calculent ce ratio non pas pour une taille de particule donnée, mais pour toutes les particules de diamètre supérieur à une taille donnée, ce qui conduit nécessairement à une valeur plus élevée.
L’efficacité de filtration
Plutôt que de parler de β ratio, de nombreux fabricants indiquent directement l’efficacité de rétention du filtre. Ce nombre, exprimé en %, indique la proportion de particules retenues par le filtre. Il se déduit du β ratio comme suit :
E = (( β -1) / β) × 100
Prenons par exemple un filtre sur lequel arrive un liquide contenant 5000 particules de taille 2 µm par mL. Après traversée du filtre, on ne compte plus que 50 particules par mL. Le β ratio du filtre est de 5000/50, soit 100. Son efficacité à 2 µm vaut donc (4950/5000) ×100 = 99 %
Voici un tableau récapitulatif :
| Rapport β (pour une taille de particule donnée) | Proportion de particules traversant le filtre | Efficacité (%) |
|---|---|---|
| 2 | 1 particule sur 2 | 50 |
| 10 | 1 particule sur 10 | 90 |
| 20 | 1 particule sur 20 | 95 |
| 75 | 1 particule sur 75 | 98.7 |
| 100 | 1 particule sur 100 | 99 |
| 200 | 1 particule sur 200 | 99.5 |
| 1000 | 1 particule sur 1000 | 99.9 |
Conseil d'expert
Attention, certains fabricants calculent ce ratio non pas pour une taille de particule donnée, mais pour toutes les particules de diamètre supérieur à une taille donnée, ce qui conduit nécessairement à une valeur plus élevée.
La courbe d’efficacité d’un filtre
Le filtre retient plus de 99,9 % des particules de taille supérieures à 70 µm. On pourra donc par exemple l’utiliser pour réaliser une filtration quasi-totale de particules de diamètre 80 µm.
Prenons le filtre dont la courbe d’efficacité en fonction est représentée ci-dessous. On voit que l’efficacité de ce filtre dépend de la taille des particules à filtrer : plus les particules sont grosses, et plus, sans surprise, le filtre les retient facilement.
Le filtre pourra également être mis en place pour retenir des particules de diamètre 50 µm, mais dans ce cas, la qualité d’épuration sera moindre.
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