Qu’est-ce que la filtration dans l’hydraulique ? – Définition

Quand on parle de filtration, on pense tout de suite à filtrer l’eau du robinet ou à filtrer des gros morceaux de nourriture avec une passoire.

La filtration dans le domaine de l’hydraulique s’apparente à cela. Par contre, c’est un peu plus technique.

C’est la raison pour laquelle je veux vulgariser ce terme et vous l’expliquer de manière plus simple. Avec des explications sur le jargon technique de la filtration industrielle.

Vous êtes prêts ? Alors c’est parti !

Juste une petite parenthèse avant d’entrer le vif du sujet. Ce premier article vous donne quelques définitions et clefs pour comprendre les articles suivants. C’est à dire :

1. Quelle est la différence entre une dialyse réalisée sur un circuit hydraulique et celle réalisée en milieu hospitalier ?
2. Quelles sont les notions de flushing, rinçage et super-rinçage ?

Reprenons avec un peu d’étymologie dans ce monde d’acier 🙂

Qu’est-ce que la filtration dans le domaine de l’hydraulique ?

La filtration consiste à retirer la contamination solide (ou aqueuse) d’un fluide ou d’une huile.

Dans le domaine de l’hydraulique, il s’agit d’une filtration frontale : le fluide passe à travers une membrane, les particules solides ayant une taille supérieure à la taille des pores de cette membrane seront arrêtées.

Le fluide filtré est le perméat (ou filtrat), la fraction retenue est le résidu (ou rétentat ou gâteau).

Les seuils de filtration utilisés dans l’hydraulique vont de 150 µm pour la pré-filtration jusqu’à 0,9 µm pour les filtres VTM HY-PRO pour l’enlèvement des vernis.

Filtration frontale ou « dead-end » en anglais :

L’efficacité de la filtration dépend du type de membrane utilisé et de la qualité de la fabrication :

• Une membrane cellulose ou métallique permet d’obtenir un seuil de filtration dit nominal (valeur arbitraire et mal définie fixée par le fabriquant de la membrane). Ce type de filtration doit être réservé à la pré-filtration ou à certaines applications peu sévères.
• Une membrane media fibre de verre permettra d’obtenir un seuil de filtration dit Absolu (diamètre de la plus grande particule solide indéformable passant au travers du filtre dans des conditions données d’essai) garantissant au final l’obtention d’une classe de propreté donnée.

Mais aucune norme ne fixe de règle pour qualifier ce filtre et son seuil de filtration, chaque fabriquant choisi d’appeler ses filtres selon le beta ratio de son choix :

Par exemple :

• Eaton-Internormen nomment leurs filtres selon le Beta 200
• Hydac et HY-PRO on choisit le Beta 1000
• Pall a récemment choisi le Beta 2000

Oui, y’a des éclairs en arrière plan 😉

Mais si le filtre media fibre de verre est fabriqué selon les règles de l’art et validé par un banc multi-pass (+ test DFE pour HY-PRO), il est possible de le nommer de différentes façons alors que la membrane est la même comme le montre le schéma ci-dessous extrait de la fiche technique d’un filtre HY-PRO Filtration HP60 :

Par exemple pour une membrane dénommée 12M du filtre HY-PRO HP60

Le même filtre 12M sera :

• Beta 200 à 7 µm B7 = 200
• Beta 1000 à 11 µm B11(c) = 1000
• Beta 2000 à 12 µm B12 = 2000
• Et même Beta 10000 à 22 µm B22 = 10000

La dénomination est différente mais la membrane et l’efficacité sont identiques.

On peut faire l’analogie avec la vitesse maximale d’une voiture. Des vitesses de 120 km/h, de 240 km/2heures ou de 480 km/4 heures sont identiques et décrivent le même véhicule et la même performance, même si d’un point de vue marketing la troisième dénomination attire plus l’attention.

Qu’est-ce que la dépollution dans le domaine de l’hydraulique ?

Comme évoqué dans nos articles précédents, la dépollution permet d’élimer les contaminations solides ou aqueuses, ou les 2. En fonction du type d’application et des problèmes rencontrés, tel ou tel technologie sera préférée :

• la filtration frontale,
• le déshydratation sous vide,
• l’absorption,
• la coalescence
• l’échange d’ions avec l’utilisation de résines (vernis).

La dépollution se fait souvent en dérivation du circuit en mode maintenance curative.

Groupe de dépollution HY-PRO FSW

Un deuxième type de filtration, mais peu utilisé dans l’hydraulique, est la filtration tangentielle ou cross flow : le flux du fluide est perpendiculaire à la membrane. C’est la pression du fluide qui permet à celui-ci de traverser l’élément filtrant. Ceci a pour conséquence que les particules assez petites passent au travers de la membrane alors que celles qui sont de taille trop importante continuent leur route via le flux.

Il existe 3 + 1 types de filtration tangentielle en fonction des seuils de filtration utilisés :

• Microfiltration Taille de particules : 0.05 µm à 2 µm.
• Ultrafiltration Taille de particules : 0.005 µm à 0.5 µm
• Nanofiltration Taille de particules : 0.001 µm à 0.01 µm
• Osmose Inverse Taille des particules : 0,0001 µm à 0.001 µm

La filtration tangentielle :

Lorsque l’on effectue une filtration sur membrane, on obtient:

• Le rétentat ou concentrât : molécules et/ou particules retenues par la membrane
• Le perméat ou filtrat : molécules ou particules qui passent à travers la membrane

Selon l’application, le perméat ou le concentrât seront valorisés (cf. second article).

Ces quelques définitions permettront de mieux comprendre le deuxième article ou nous parlerons de dialyse, de filtration tangentielle et du fonctionnement de nos reins !