Comprendre la filtration › 5. Les procédés par secteur

CHAPITRE 5.2

Les écumes de sucrerie

Pour obtenir du sucre blanc à partir de betteraves, il faut d'abord débarrasser le jus de ses impuretés. On le fait avec de la chaux, puis on filtre le précipité obtenu : les écumes. Cette filtration tourne sans interruption pendant toute la campagne, et elle n'a pas droit à la panne.

Nicolas Ract · lecture 7 min · octobre 2026

Où se trouve la séparation dans le procédé

Les betteraves lavées et découpées en cossettes passent dans un diffuseur, où l'eau chaude extrait le sucre. Le jus de diffusion obtenu contient, en plus du sucre, des matières non sucrées qu'il faut éliminer avant l'évaporation et la cristallisation. C'est le rôle de l'épuration calco-carbonique [2] :

• le chaulage : du lait de chaux, Ca(OH)₂, est ajouté au jus chauffé ; certains procédés comportent un préchaulage puis un chaulage principal [2] ;
• la première carbonatation : on fait barboter du gaz carbonique, qui précipite la chaux en fins cristaux de carbonate de calcium. Ces cristaux piègent une partie des impuretés. Le pH et la température doivent être tenus pour obtenir un floc stable [1] ;
• la séparation des écumes, par décantation et filtration [1][2] ;
• la seconde carbonatation : un nouveau passage au gaz carbonique, à pH plus bas, élimine la chaux restante en formant de gros cristaux faciles à filtrer [2], suivi d'une nouvelle filtration.

La chaux et le gaz carbonique sont produits sur place, dans un four à chaux [2]. Les quantités en jeu sont importantes : selon une source spécialisée, une sucrerie de betteraves consomme de l'ordre de 1 à 3 % de chaux (CaO) rapportée au poids de betteraves, bien plus qu'une sucrerie de canne [1]. Les écumes représentent donc un tonnage conséquent à filtrer chaque jour de campagne.

Les équipements

La filtration des écumes est une application historique du filtre-presse : un traité de sucrerie du début du XX^e siècle consacre déjà un chapitre entier aux filtres-presses à écumes, à leur lavage méthodique et à la composition des eaux de lavage [3]. Les équipements rencontrés aujourd'hui relèvent de plusieurs familles :

• les décanteurs, qui séparent en continu un jus clair et une boue concentrée [1] ;
• les filtres à feuilles ou à bougies, qui clarifient le jus : le floc s'accumule sur les éléments jusqu'à ce que la perte de charge impose de les décharger [1] (voir le chapitre 2.5) ;
• les filtres-presses et les filtres sous vide, qui déshydratent et lavent les boues concentrées pour en tirer des écumes manipulables (voir les chapitres 2.2 et 2.3). Expérience de terrain : on rencontre des filtres-presses à chambres comme à membranes, et le choix entre ces technologies et leur agencement varient beaucoup d'une usine à l'autre.

Le lavage des écumes

Les écumes retiennent du jus sucré. Pour ne pas perdre ce sucre, on les lave : elles sont remises en suspension dans l'eau ou lavées dans le filtre, puis filtrées à nouveau ; l'eau sucrée récupérée retourne dans le procédé [1]. Le lavage du gâteau est donc ici un enjeu économique direct, et non un simple rinçage.

Ce qui use ou colmate les toiles

• Repères généraux, les dépôts calcaires : le milieu est chargé en calcium ; les sels de calcium peuvent précipiter dans le tissu et former une croûte que l'eau seule ne retire pas (voir le chapitre 4.4).
• Repères généraux, les matières organiques fines issues de la betterave (pectines, protéines), piégées avec le carbonate, qui colmatent en profondeur.
• La température : le jus est traité chaud, autour de 80 à 85 °C avant la première carbonatation selon une description du procédé [2] ; c'est proche de la limite du polypropylène en continu (voir le chapitre 3.1).
• La durée : des milliers de cycles d'affilée, sans possibilité d'arrêt long, usent les bords et les coutures (voir le chapitre 4.2).
• Expérience de terrain : une carbonatation mal tenue (pH, température) donne un précipité plus fin et plus gélatineux, qui filtre mal et colmate vite. Le problème se voit alors sur la toile, mais il se règle en amont.

Ce qui compte pour l'exploitant

• La continuité pendant la campagne : l'usine tourne jour et nuit pendant plusieurs mois ; un arrêt de la filtration des écumes peut ralentir toute la ligne.
• La clarté du jus : un jus trouble encrasse les évaporateurs et dégrade la qualité du sucre.
• Le sucre perdu dans les écumes : c'est l'objet du lavage.
• La siccité des écumes : selon la source citée, les écumes refiltrées atteignent une humidité de 50 % ou moins [1]. Plus elles sont sèches, moins elles coûtent à stocker et à transporter.
• L'intercampagne : c'est la seule vraie fenêtre de maintenance. Les toiles doivent avoir été commandées à temps.

La valorisation des écumes

Les écumes ne sont pas un déchet ordinaire : riches en carbonate de calcium, elles sont épandues sur les champs comme chaux [1]. En France, elles sont utilisées comme amendement calcique, en référence à la norme NF U 44-001 sur les amendements minéraux basiques [4]. Leur teneur en eau élevée exclut toutefois, selon une étude de l'Institut français du pétrole, leur transport sur de longues distances [5]. Expérience de terrain : la siccité des écumes, et donc la performance de la filtration, se retrouve dans la logistique de leur épandage.

Les indicateurs à suivre

Le cas type « Sucrerie » du chapitre 4.5 donne la trame. En pratique :

• Unité de durée de vie : la campagne, et les cycles à l'intérieur de la campagne.
• Pendant la campagne : le nombre de toiles changées hors programme, leur position et leur motif ; la durée de cycle en début et en fin de campagne ; la turbidité du jus filtré, mesurée par le site.
• Sur les écumes : la siccité et la teneur en sucre, telles que le laboratoire de l'usine les mesure.
• Indicateur clé : le nombre de remplacements imprévus en campagne, l'objectif étant zéro.

Choisir le média : points d'attention

• Tenue sur toute une campagne : la durée de vie se juge en campagnes, pas en mois. Une toile qui tient une campagne entière vaut mieux qu'une toile moins chère qu'il faut changer au milieu.
• Résistance au colmatage calcaire et aptitude au lavage acide, en vérifiant la compatibilité du produit de lavage avec la fibre (voir les chapitres 3.1 et 4.4).
• Fibre et température : la marge par rapport à la température réelle du jus et des lavages.
• Décollement du gâteau : sur un filtre-presse, des écumes qui collent rallongent chaque ouverture ; une surface lisse aide (voir le chapitre 3.2).
• Lavage du gâteau : la toile doit laisser passer l'eau de lavage de façon homogène pour épuiser les écumes en sucre.
• Logistique : délais de fabrication et stock de sécurité pour la campagne. Expérience de terrain : la commande se décide sur l'historique de la campagne précédente, bien avant l'intercampagne.