Comment fonctionne le filtre ?

La capacité d'un filtre à enlever des particules de l'air dépend essentiellement de divers phénomènes physiques et mécaniques: le tamisage, l'inertie, l'interception et la diffusion. Les particules dont le diamètre est supérieur à la distance entre deux fibres ne pourront pas passer. Les particules plus grosses ont une force d'inertie trop importante pour suivre le flux de l'air quand celui-ci dévie pour contourner une fibre du filtre. Les particules, elles, continuent sur leur lancée linéaire et adhèrent à la face avant de la fibre. La force d'inertie augmente avec l'accroissement de la vitesse de l'air, du diamètre de la particule et la diminution du diamètre de la fibre. Les particules petites et légères suivent le flux d'air autour de la fibre du filtre. Si le centre d'une particule suit un filet d'air qui se rapproche de la fibre de sorte que la distance à la fibre est inférieure au rayon de la particule, la particule est interceptée puis adhère à la fibre. L'effet d'interception ne dépend pas de la vitesse de l'air sauf si la variation est suffisamment importante pour modifier le tracé du flux d'air autour de la fibre. L'effet s'accroît lorsqu'il y a augmentation de la taille de la particule, diminution du diamètre de la fibre et réduction de la distance entre les fibres. Les particules <1µm ne suivent pas les lignes du flux autour de la fibre du filtre. Elles sont influencées par le mouvement brownien des molécules d'air, c'est-à-dire que les molécules d'air font vibrer les particules et si elles entrent en contact avec les fibres du filtre, elles y adhèrent. La probabilité pour que les particules entrent en contact avec les fibres augmente lorsqu'il y a diminution de la vitesse, du diamètre de la particule et du diamètre de la fibre.

Un filtre à eau réduit la concentration de certains composants de l’eau ou l’élimine complètement. Les matières filtrantes varient selon les résidus à éliminer. Généralement, il se compose des matières filtrantes suivantes: Préfiltration Élimine les particules grossières comme la rouille et le calcaire p. ex. par le biais d’un voile ou d’une membrane. Étape 1: la préfiltration élimine les particules grossières. La préfiltration retient les particules grossières. Le fonctionnement est mécanique et non pas chimique. Le fonctionnement des membranes en fibres creuses Comme pour la préfiltration et la filtration fine, la membrane en fibres creuses élimine les minuscules substances de l’eau de façon mécanique. Étape 2: l’échangeur ionique adoucit l’eau potable L’échange ionique n’est pas une filtration au sens strict. Mais il est important pour le fonctionnement des filtres à eau. Étape 3: le filtre au charbon actif rencontre l’eau Un filtre au charbon actif libère l’eau des substances qui altèrent son goût et son odeur, sans en modifier la teneur en minéraux. Étape 4: la filtration fine retient les fines particules La filtration fine retient les particules les plus fines contenues dans l’eau potable de façon mécanique et non chimique. Elle fonctionne à la manière d’un tamis, comme la préfiltration. La membrane en fibres creuses a des pores d’une certaine taille. Lorsque de l’eau s’écoule à travers la membrane, les particules suffisamment petites pour passer à travers les pores restent dans l’eau. Les autres particules adhèrent à la membrane.

De l’eau non filtrée provenant de l’aqueduc municipal ou d’un puits atteint le raccord d’entrée du filtre. Elle entre alors dans la cuve du filtre, à l’extérieur de la cartouche. La pression amène l’eau à circuler dans la cartouche, dans l’ouverture au centre. L’eau qui est désormais filtrée remonte dans l’ouverture de la cartouche jusqu’au corps du filtre pour ensuite être évacuée par le raccord de sortie. Le débit suit une trajectoire similaire dans les filtres ou les séparateurs à contre-courant. Le fonctionnement n’est toutefois pas le même. Avec un filtre à contre-courant, l’eau non filtrée atteint le raccord d’entrée du filtre et entre dans la cuve, à l’extérieur de la grille maillée. Le corps du filtre est conçu précisément pour permettre un essorage rapide à l’intérieur de la cuve. Les sédiments plus lourds et d’autres particules sont alors séparés de l’eau et poussés contre la paroi de la cuve. Les particules lourdes se déposent au fond, dans la chambre de retenue, grâce à la force centrifuge. Elles se séparent de l’eau qui reste dans la chambre supérieure. La pression pousse éventuellement l’eau à travers la grille maillée dans l’ouverture au centre. L’eau remonte ensuite dans l’ouverture pour être évacuée par le raccord de sortie.