Comprendre la filtration › 5. Les procédés par secteur

CHAPITRE 5.5

Les boues industrielles

Toute station de traitement des eaux produit des boues. Dans les autres secteurs, le gâteau est un produit ; ici, c'est un déchet que le site paie pour faire enlever, au poids. La filtration se juge donc d'abord à la siccité du gâteau, et à ce qu'elle coûte pour l'obtenir.

Nicolas Ract · lecture 8 min · octobre 2026

Où se trouve la séparation dans le procédé

Repères généraux : une station de traitement des eaux industrielles concentre la pollution sous forme de boues, qu'il faut ensuite déshydrater. On en distingue deux grandes familles :

• les boues physico-chimiques : on ajuste le pH, on ajoute un coagulant et un floculant, et les métaux ou les matières en suspension précipitent sous forme d'hydroxydes ou de flocs, qui décantent. C'est le cas typique des ateliers de traitement de surface, de galvanoplastie ou de métallurgie ;
• les boues biologiques : des bactéries dégradent la pollution organique et se multiplient ; leur excès est extrait du bassin. C'est le cas de l'agroalimentaire, de la papeterie ou de la chimie organique.

La chaîne de traitement des boues suit en général le même ordre : épaississement par décantation ou flottation, conditionnement, déshydratation mécanique, puis évacuation du gâteau, éventuellement après séchage ou chaulage.

Le conditionnement

Une boue brute est faite de particules fines et d'eau liée ; elle colmaterait la toile en quelques minutes. Le conditionnement regroupe les particules en flocs plus gros et plus perméables. Pour la filtration sous pression, une fiche technique de l'Agence américaine de protection de l'environnement indique que le conditionnement chimique est nécessaire, sauf pour des boues très chargées en matières minérales [1].

• Le conditionnement minéral : chaux et chlorure ferrique, conditionnement traditionnel des filtres-presses, à raison de 10 à 30 % de chaux et de 5 à 7,5 % de chlorure ferrique rapportés à la matière sèche, selon la même source. Il donne des gâteaux de plus de 40 % de matière sèche et stabilise le gâteau, mais les réactifs peuvent représenter 15 à 40 % de la matière sèche du gâteau, ce qui réduit le gain de poids [1].
• Le conditionnement aux polymères : il ajoute peu de matière, mais il est plus délicat sur filtre-presse ; les cycles peuvent dépasser trois heures [1]. C'est le conditionnement habituel des filtres à bande, où le mélange boue-polymère doit rester doux pour ne pas casser les flocs [2].

Expérience de terrain : le conditionnement est la première variable à vérifier quand la filtration se dégrade. Un dosage dérivé, une préparation de polymère vieillie ou une chaux de qualité différente changent tout, et la toile en est souvent accusée à tort.

Les équipements

• Le filtre-presse à chambres : expérience de terrain, c'est l'équipement le plus courant dans les stations physico-chimiques industrielles. Il donne des gâteaux secs et compacts : selon la source citée, la filtration sous pression amène de nombreuses boues au-delà de 30 % de matière sèche, en cycles d'une à trois heures avec un conditionnement chaux et chlorure ferrique [1] (voir le chapitre 2.1).
• Le filtre-presse à membranes : il donne en général des gâteaux plus secs et plus homogènes, accepte mieux le polymère et raccourcit les cycles pour une siccité donnée [1] (voir le chapitre 2.2).
• Le filtre à bande : en continu, avec polymère, pour les boues biologiques notamment. Les siccités typiques varient beaucoup selon la boue, par exemple de 20 à 35 % pour des boues biologiques en excès non digérées [2] (voir le chapitre 2.3).
• Repères généraux : les centrifugeuses et les presses à vis sont aussi très utilisées ; elles n'emploient pas de toile et sortent du champ de ce guide.

Ce qui use ou colmate les toiles

• L'entartrage : avec un conditionnement à la chaux, le tartre se dépose dans la toile. On peut remplir le filtre d'une solution acide pour le dissoudre, mais le lavage acide peut réduire la durée de vie des toiles [1] (voir le chapitre 4.4).
• Le polymère en excès : il forme un film gluant qui bouche la toile ; expérience de terrain, c'est une cause fréquente de colmatage rapide.
• Les graisses et les huiles, en particulier dans les boues agroalimentaires.
• Les lavages : sur filtre à bande, un lavage à haute pression est recommandé au moins quotidiennement [2] ; mal réglé, il use la toile.
• Les causes mécaniques : sur filtre à bande, le remplacement des toiles est la principale dépense de maintenance, avec une durée de vie moyenne de l'ordre de 2 700 heures de marche et une plage très large, de 400 à 12 000 heures, selon la source citée [2]. Sur filtre-presse, voir le chapitre 4.2.
• Expérience de terrain : dans une station physico-chimique, un changement dans les bains ou les effluents de l'atelier (nouveau produit, vidange d'un bain concentré) modifie la nature des boues du jour au lendemain. Le cahier de la station doit le noter.

Ce qui compte pour l'exploitant

La siccité, réglementaire ou contractuelle

En France, l'arrêté du 15 février 2016 relatif aux installations de stockage de déchets non dangereux interdit l'admission des déchets liquides et des déchets dont la siccité est inférieure à 30 % [3]. Pour un site dont les boues partent dans cette filière, 30 % de matière sèche est donc un plancher. Les autres filières, épandage agricole, incinération, co-incinération, stockage de déchets dangereux, ont leurs propres exigences, fixées par la réglementation applicable ou par le contrat avec le prestataire. Expérience de terrain : relisez le contrat d'enlèvement ; il fixe souvent une siccité minimale, une forme de gâteau (pelletable, sans eau libre) et des pénalités.

Le coût d'élimination

Le gâteau est facturé à la tonne humide : transport, traitement et, le cas échéant, taxe. Chaque point de siccité réduit le tonnage à payer, comme le montre la formule « masse humide = masse sèche ÷ siccité » du chapitre 6.3. Mais les réactifs de conditionnement ajoutent eux aussi de la masse : il faut raisonner sur la boue réellement produite, réactifs compris [1].

Le reste

• La qualité du filtrat, qui retourne en tête de station.
• Le temps d'opérateur : préparation des toiles, débâtissage des gâteaux et lavages peuvent demander beaucoup de main-d'œuvre sur un filtre-presse [1].
• Les conditions de travail : à l'ouverture du filtre, les opérateurs peuvent être exposés aux odeurs, aux composés soufrés et à l'ammoniac [1].

Les indicateurs à suivre

Le cas type « Minéraux ou boues industrielles » du chapitre 4.5 donne la trame. En pratique :

• Unité de durée de vie : les tonnes de matière sèche filtrées, ou les cycles ; les heures de marche sur un filtre à bande.
• Par cycle ou par jour : la siccité du gâteau mesurée par le site, la durée de cycle, l'aspect du filtrat.
• Le conditionnement : les doses de réactifs par tonne de matière sèche. Une dose qui monte pour garder la même siccité est un signal.
• Les lavages : date, type (eau, acide), effet sur la durée de cycle suivante.
• Le coût : tonnes humides évacuées et coût total par tonne sèche, réactifs et toiles compris (voir le chapitre 6.3).

Choisir le média : points d'attention

• Partir du conditionnement : une toile pour boue chaulée doit supporter l'entartrage et les lavages acides ; une toile pour boue au polymère doit surtout bien décoller et se laver facilement.
• Le décollement du gâteau : sur un filtre-presse, un gâteau qui colle mobilise un opérateur à chaque ouverture ; une surface lisse, monofilament ou calandrée, aide (voir le chapitre 3.2).
• La rétention : assez pour un filtrat propre, sans colmater (voir le chapitre 3.3).
• La fibre : compatible avec le pH des boues et des lavages (voir le chapitre 3.1).
• Juger au coût par tonne : le prix des toiles est faible devant le coût d'élimination ; une toile qui gagne de la siccité ou espace les lavages se rentabilise vite, à vérifier par un essai comparatif (voir le chapitre 6.2).