Comprendre la filtration › 2. Les équipements

CHAPITRE 2.2

Le filtre-presse à membranes

Même bâti, même cycle, mais des plateaux qui savent presser. Une membrane souple, gonflée en fin de filtration, écrase le gâteau dans sa chambre : il sort plus sec, souvent plus vite. En contrepartie, plateaux et toiles travaillent davantage.

Nicolas Ract · lecture 7 min · octobre 2026

Le principe

Un filtre-presse à membranes reprend le bâti, la fermeture hydraulique et le cycle du filtre-presse à chambres (voir le chapitre 2.1). La différence tient aux plateaux : derrière la toile, au moins une face de la chambre est une membrane souple. Quand la filtration ralentit, on injecte de l'eau ou de l'air entre le corps du plateau et la membrane ; celle-ci se gonfle, réduit le volume de la chambre et comprime le gâteau [2][1].

La fiche de l'agence américaine de l'environnement (EPA) parle d'ailleurs de filtre-presse « à volume variable », par opposition au filtre-presse à chambres dont le volume est fixe [2].

Les plateaux à membranes

Membranes fixes ou remplaçables

• Membrane fixe : la membrane et le corps du plateau, le plus souvent en polypropylène, sont moulés séparément puis soudés en un seul bloc. L'absence de joint est mise en avant pour les applications alimentaires [1].
• Membrane remplaçable : un corps en polypropylène reçoit une membrane en élastomère que l'on peut changer, selon un fabricant, sans sortir le plateau de la presse [1][4].

Les matériaux de membrane

Les fabricants consultés citent le polypropylène, des élastomères thermoplastiques (TPE) et des caoutchoucs comme l'EPDM, le nitrile ou des élastomères fluorés [1][4]. Une revue de la presse spécialisée précise que le caoutchouc naturel ne convient pas aux suspensions huileuses ni au-delà d'environ 60 °C, et que l'agroalimentaire exige des membranes sans odeur [5]. Comme pour les fibres des toiles (voir le chapitre 3.1), le matériau se choisit d'après la température, la chimie du produit et celle des lavages.

Le pack mixte

On peut alterner plateaux à membranes et plateaux à chambres dans le même pack : chaque chambre a alors une face pressante. Ce montage apporte le pressage à un coût de pack inférieur à celui d'un pack entièrement à membranes [1].

Le pressage dans le cycle

Le cycle suit les étapes du filtre-presse à chambres, avec une étape en plus, placée avant l'ouverture [3] :

• remplissage et filtration à la pression de la pompe d'alimentation ;
• pressage : la membrane se gonfle et comprime le gâteau ;
• éventuellement lavage du gâteau, puis soufflage à l'air ;
• décompression de la membrane, ouverture et débâtissage.

Une source du secteur des granulats recommande de presser à l'eau plutôt qu'à l'air au-delà de 100 à 125 psi (environ 7 à 8,5 bar), en suivant les prescriptions du constructeur [3]. Expérience de terrain : un gaz comprimé stocke beaucoup plus d'énergie que l'eau à pression égale ; en cas de rupture de membrane, la différence se ressent.

Ce que l'on gagne, selon les sources

• La siccité : la fiche EPA indique un gâteau généralement plus sec qu'avec un filtre-presse classique et une teneur en solides plus homogène [2]. Aucune des sources consultées ne donne un gain chiffré valable pour tous les produits.
• La durée de cycle : toujours selon l'EPA, pour une siccité visée, le cycle est « habituellement plus court » [2]. Le pressage relaie la pompe quand la filtration devient lente, au lieu d'attendre que le débit s'éteigne.
• Un exemple publié : dans un essai rapporté par une revue de la presse spécialisée, une presse à pressage à chambres de 30 mm a traité, dans ses conditions, plus de deux fois la quantité d'une presse classique à chambres de 8,5 mm [5]. Ce résultat vaut pour cette boue et ces réglages.
• Le lavage du gâteau et la cadence de production sont aussi cités parmi les avantages, sans chiffre [1].

Le coût d'investissement et de maintenance est plus élevé ; il se justifie quand un gâteau plus sec ou des cycles plus rapides rapportent davantage [3]. Quand le gâteau est éliminé ou transporté à la tonne humide, quelques points de siccité pèsent lourd : c'est le calcul du chapitre 6.3.

Les contraintes pour les toiles

• La flexion : à chaque pressage, la toile suit le mouvement de la membrane puis revient. Expérience de terrain : les toiles pliées et dépliées à chaque cycle fatiguent davantage sur les arêtes et autour de l'orifice d'alimentation ; la tenue à la flexion compte dans le choix du tissu (voir le chapitre 3.2).
• La compression du gâteau contre la toile : le pressage pousse les fines vers et dans le tissu. Expérience de terrain : le colmatage peut y progresser plus vite qu'en filtre à chambres ; suivez la durée de cycle (voir le chapitre 4.4).
• L'ajustement : la toile doit épouser une face qui bouge. Une toile trop tendue tire sur ses fixations au pressage ; une toile trop lâche fait des plis qui marquent et s'usent. La confection est traitée au chapitre 3.4.
• Le décollement : un gâteau pressé est plus compact. Il tombe souvent mieux, mais une toile qui colle se paie en débâtissage manuel.

Les membranes elles-mêmes

Les membranes ont une durée de vie nettement plus courte que les plateaux à chambres, parce qu'elles fléchissent sous forte pression à chaque cycle ; elle dépend du nombre de cycles et du matériau [3]. Deux règles reviennent dans les sources :

• Ne pas presser une chambre vide ou trop peu remplie : certaines conceptions demandent un volume minimal de solides avant pressage, faute de quoi la membrane s'étire trop et se rompt ; il existe des plateaux conçus pour tolérer une chambre vide, plus chers [3]. Un fabricant indique par exemple une épaisseur minimale de gâteau d'un tiers de l'épaisseur de chambre avant pressage [4].
• Surveiller les fuites du circuit de pressage : Expérience de terrain : une consommation d'eau de pressage qui augmente, ou de l'eau claire qui sort d'une chambre précise au pressage, signale souvent une membrane fissurée.

Expérience de terrain : une membrane percée laisse passer le fluide de pressage dans le gâteau et use la toile qui lui fait face. Lors d'une casse de toile répétée sur le même plateau, contrôlez aussi la membrane (voir le chapitre 4.2).