Comprendre la filtration › 2. Les équipements

CHAPITRE 2.1

Le filtre-presse à chambres

C'est la machine de référence de la filtration sous pression : une rangée de plateaux serrés les uns contre les autres, des toiles entre eux, une pompe qui pousse la suspension. Simple dans son principe, elle demande de comprendre son cycle pour bien choisir et bien entretenir ses toiles.

Nicolas Ract · lecture 7 min · octobre 2026

Le principe

Des plateaux verticaux sont alignés côte à côte entre une tête fixe et une tête mobile, poussée par un ou plusieurs vérins hydrauliques. Chaque plateau porte un creux sur ses deux faces : deux plateaux voisins forment ainsi une chambre fermée. Une toile filtrante recouvre chaque face [1].

La suspension (la « boue » ou le « jus » chargé de solides) entre par un orifice, le plus souvent central, qui traverse tout le pack et alimente toutes les chambres. Le liquide traverse les toiles, s'écoule dans les cannelures du plateau derrière la toile et sort par des canaux internes : c'est le filtrat. Les solides restent dans la chambre et forment le gâteau [1][2].

Le procédé est discontinu : la machine travaille par lots successifs, les cycles. Selon le Mémento technique de l'eau, c'est l'appareil de déshydratation mécanique qui donne le gâteau le plus sec, souvent au-delà de 30 % de matière sèche sur boues d'épuration [1]. Pour la notion de siccité, voir le chapitre 1.2.

Les plateaux à chambres

Les sources consultées décrivent des plateaux le plus souvent en polypropylène, parfois en fonte sur les grandes machines anciennes [1]. Quelques repères :

• Les dimensions vont d'environ 500 × 500 mm à 2 000 × 2 000 mm ; une petite machine compte 20 à 30 plateaux, une grande 150 à 160 [1].
• La profondeur de chambre fixe l'épaisseur du gâteau. Pour la plupart des boues urbaines, le Mémento technique de l'eau recommande 30 mm comme compromis entre durée de cycle et masse de gâteau ; environ 50 mm pour une boue dense qui filtre très bien [1].
• Des picots (bossages) répartis sur la surface de drainage soutiennent la toile et évitent que les plateaux se déforment si une chambre est mal remplie [1].
• Les bords en pente du creux permettent au gâteau de tomber quand les plateaux s'écartent [2].

Le choix de l'épaisseur pèse lourd : une source du secteur des granulats indique que passer de 25 à 35 mm peut doubler, voire tripler, la durée de cycle sur une suspension peu perméable [4]. La courbe de filtration explique pourquoi (voir le chapitre 1.3).

Le cycle, étape par étape

1. Fermeture

La tête mobile serre le pack, d'abord à faible pression puis à pleine pression hydraulique [3]. La force de fermeture doit rester supérieure à la poussée de la suspension dans les chambres ; sur certaines machines, elle est ajustée automatiquement pendant la filtration pour garder les joints étanches [1].

2. Remplissage

La pompe remplit les chambres à débit limité [3]. le Mémento technique de l'eau indique un remplissage de dix minutes au plus sur boues d'épuration, plus court si la boue filtre bien [1]. Un remplissage trop violent pousse les fines dans la toile encore propre (voir le chapitre 4.4).

3. Filtration

Le gâteau s'épaissit, la résistance augmente et la pression monte jusqu'à sa valeur de consigne, puis s'y maintient. La filtration s'arrête quand le débit de filtrat tombe à un minimum fixé [3]. Sur boues urbaines, le Mémento cite une pression maximale atteinte en 30 à 45 minutes et une phase complète de 1 à 5 heures [1] ; la fiche de l'agence américaine de l'environnement (EPA) donne des cycles de 1,5 à 6 heures selon la boue et le conditionnement [2]. En minéraux ou en chimie, les cycles sont souvent bien plus courts : seul un essai sur le produit réel le dit.

4. Soufflage et, le cas échéant, lavage du gâteau

En fin de filtration, de l'eau puis de l'air comprimé vident le canal d'alimentation (le « noyau ») de la suspension non filtrée [3][2]. Selon le procédé, on peut aussi souffler de l'air à travers les gâteaux pour en chasser une partie de l'eau, ou laver le gâteau avec un liquide propre pour en extraire un produit dissous [3].

5. Ouverture et débâtissage

La pression de fermeture est relâchée, la tête recule et les plateaux sont écartés un par un, ou par groupes. Le gâteau tombe sous son propre poids, la toile formant un V entre deux plateaux ; quand il colle, des systèmes de secousse ou de raclage aident à le détacher [5]. Selon un fabricant, l'écartement prend typiquement 1 à 5 secondes par plateau [3] ; le Mémento cite 15 à 45 minutes pour une machine d'une centaine de chambres, avec parfois une aide manuelle sur gâteau collant [1].

Expérience de terrain : c'est à cette étape que l'on voit le mieux l'état des toiles. Un gâteau qui reste collé, une chambre plus humide que ses voisines ou un bord d'étanchéité sale se notent à chaque débâtissage.

Ces valeurs viennent pour l'essentiel du traitement des boues d'épuration ; elles varient fortement d'un produit à l'autre.

Le rôle de la toile

Sur un filtre-presse, la toile remplit quatre fonctions à la fois :

• retenir les solides, au moins jusqu'à ce que les premières couches de gâteau prennent le relais comme milieu filtrant ;
• laisser passer le filtrat sans trop freiner le cycle ;
• assurer l'étanchéité entre deux plateaux, sur le bord du plateau (voir le chapitre 4.3) ;
• lâcher le gâteau à l'ouverture, sans quoi le débâtissage devient manuel.

Le Mémento technique de l'eau décrit, sur boues d'épuration, des toiles synthétiques le plus souvent monofilament (polypropylène ou polyamide), souvent posées sur une sous-toile plus grossière qui facilite l'écoulement du filtrat et soulage la toile fine ; les toiles multifilament plus serrées servent aux boues d'hydroxydes très fines [1]. Le choix de la fibre et du tissu est détaillé aux chapitres 3.1 et 3.2 ; la fixation de la toile autour de l'orifice d'alimentation, au chapitre 3.4.

Les points d'usure

• Le col et l'orifice d'alimentation : la suspension y entre à vitesse élevée à chaque remplissage. Expérience de terrain : c'est l'une des zones où les toiles s'usent ou se percent en premier.
• Le bord d'étanchéité : écrasé à chaque fermeture, frotté à chaque ouverture, il s'use d'autant plus vite que du gâteau reste dessus (voir le chapitre 4.3).
• La surface de drainage : la toile y est pressée contre les picots ; un plateau abîmé marque la toile.
• Le colmatage : il réduit le débit sans casser la toile. le Mémento cite, sur boues d'épuration, un lavage des toiles toutes les 10 à 15 opérations avec conditionnement au polymère, toutes les 30 à 40 avec conditionnement minéral [1] ; un lavage acide pour retirer le tartre de chaux peut raccourcir la vie des toiles [2].
• Les plateaux eux-mêmes : bord ébréché, plateau voilé, cannelures bouchées. Ils se contrôlent à chaque changement de toiles.

La lecture d'une toile usagée et les causes de casse sont traitées aux chapitres 4.1 et 4.2. Pour aller plus loin dans la déshydratation, le filtre-presse à membranes ajoute une étape de pressage : c'est le chapitre 2.2.