Comprendre la filtration › 1. Les bases de la séparation

CHAPITRE 1.2

Le gâteau, le filtrat et la siccité

Trois mots reviennent dans toute discussion sur un filtre. Les définir précisément, et savoir mesurer le troisième, permet de parler le même langage entre production, maintenance, laboratoire et fournisseurs.

Nicolas Ract · lecture 7 min · octobre 2026

Trois définitions

La boue (ou suspension, ou alimentation) est le mélange de solide et de liquide qui entre dans le filtre.

Le filtrat est le liquide qui traverse la toile. Selon le procédé, c'est un rejet à envoyer en traitement, une eau à recycler ou le produit lui-même, comme un jus ou un moût. On juge sa qualité à sa clarté, c'est-à-dire à la quantité de solides qui ont traversé.

Le gâteau est la couche de solide retenue par la toile, imprégnée du liquide qui n'a pas pu en sortir. Une fois formé, c'est lui qui filtre : la toile ne fait que le porter [3]. Le gâteau est le produit valorisé (minerai, pigment, cristaux) ou le déchet à éliminer.

La siccité, ou teneur en matière sèche

La siccité est le rapport entre la masse de matière sèche et la masse totale de l'échantillon humide, exprimé en pourcentage. Son complément est la teneur en eau, ou humidité :

Un gâteau à 30 % de siccité contient donc 70 % d'eau en masse. On rencontre aussi les termes « matière sèche » (MS), « résidu sec » ou « solides totaux » : pour un gâteau, ils désignent la même grandeur. Attention en revanche à ne pas confondre siccité et concentration de la boue en grammes par litre, qui se rapporte à un volume.

Expérience de terrain : précisez toujours de quelle humidité vous parlez. Certains secteurs, comme les minerais, raisonnent en humidité ; le traitement des eaux raisonne en siccité. Un « 20 % » mal compris peut signifier un gâteau à 20 % ou à 80 % de matière sèche.

Mesurer la siccité : la méthode de l'étuve

La mesure de référence est gravimétrique : on pèse un échantillon, on le sèche à 105 °C jusqu'à masse constante, on le repèse. La norme internationale ISO 11465:2025, qui a intégré le contenu de l'ancienne norme européenne EN 12880 sur les boues, décrit cette méthode (méthode A, séchage à 105 °C) pour les boues, les biodéchets, les sols et les déchets, dont les gâteaux de filtration [1]. En France, la NF EN 12880 est indiquée comme annulée et remplacée par la NF EN ISO 11465 de décembre 2025 [1].

Une méthode publique détaillée, celle du laboratoire du ministère de l'Environnement du Québec, donne les gestes [2] :

• peser une capsule vide, puis la capsule avec l'échantillon humide ;
• sécher à l'étuve à 104 ± 1 °C, en pratique une nuit ;
• laisser refroidir au dessiccateur au moins 4 heures, pour que l'échantillon ne reprenne pas l'humidité de l'air ;
• peser la capsule avec le résidu sec ; à défaut des durées prévues, sécher et peser à nouveau jusqu'à ce que deux pesées successives diffèrent de moins de 10 mg pour une boue.

La même méthode signale qu'un échantillon très minéralisé et hygroscopique demande un séchage prolongé [2]. La norme ISO prévoit une autre méthode, par titrage de l'eau, quand l'échantillon contient d'autres substances volatiles que l'eau [1], par exemple des solvants.

Prélever un échantillon représentatif

Expérience de terrain : la siccité varie dans un même gâteau, souvent plus humide au centre de la chambre ou près de l'alimentation, plus sec sur les bords. Prélevez à plusieurs endroits et à plusieurs plateaux, mélangez, et mettez l'échantillon en sac fermé dès le prélèvement pour qu'il ne sèche pas avant la pesée. Pour suivre une tendance, gardez toujours le même protocole. Les dessiccateurs infrarouges ou halogènes donnent un résultat rapide, utile pour le pilotage, mais il vaut mieux les caler de temps à autre sur la méthode à l'étuve.

Siccité avec ou sans réactifs

Quand la boue est conditionnée avec de la chaux ou du chlorure ferrique, ces réactifs se retrouvent dans la matière sèche du gâteau : selon une fiche de l'agence américaine de l'environnement, ils peuvent en représenter de 15 à 40 % [4]. Une siccité élevée obtenue grâce à beaucoup de chaux ne signifie donc pas que l'on a mieux séparé l'eau du solide d'origine. Pour comparer deux réglages ou deux toiles, comparez à dosage de réactifs égal.

Gâteau compressible ou incompressible

Repères généraux : un gâteau incompressible est fait de particules rigides, comme des cristaux ou des grains minéraux : quand la pression augmente, sa structure poreuse ne change presque pas et le débit de filtrat augmente avec la pression. Un gâteau compressible est fait de particules déformables ou de flocs fragiles, comme des boues biologiques ou des hydroxydes : sous pression, les pores se ferment, la résistance du gâteau augmente et le gain de débit s'amenuise, voire disparaît.

Le Mémento technique de l'eau de Degrémont mesure ce comportement par un coefficient de compressibilité, tiré d'essais de laboratoire à plusieurs pressions (voir le chapitre 1.3), et en donne une lecture pratique [3] :

D'après [3]. Seuils indicatifs, établis sur des boues de traitement des eaux.

La même source définit une siccité limite : la valeur vers laquelle tend la siccité quand on augmente la pression. Au-delà, seule l'énergie thermique, c'est-à-dire le séchage, permet d'aller plus loin. L'atteindre en exploitation n'est généralement pas rentable, car il faudrait trop de réactifs et des cycles trop longs [3]. Expérience de terrain : pour un gâteau très compressible, le pressage par membranes, qui comprime le gâteau déjà formé, est souvent plus utile qu'une pression de pompage plus forte (voir le chapitre 2.2).

Pourquoi la siccité coûte cher

La masse de gâteau à évacuer vaut la masse sèche divisée par la siccité. À matière sèche égale, passer de 25 % à 30 % de siccité réduit la masse humide d'environ un sixième : ce sont autant de tonnes d'eau que l'on ne transporte pas, que l'on ne sèche pas et que l'on ne paie pas à l'élimination. Le calcul complet, toiles, arrêts et gâteau compris, fait l'objet du chapitre 6.3.

La siccité conditionne aussi la destination du gâteau : une étude française sur la déshydratation des boues d'épuration note par exemple que les boues de filtres à bande sont rarement incinérées, en raison de leur faible siccité [5].