Filtre à manches

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Les filtres à manches sont des filtres employés dans la filtration industrielle[1]. Ils font partie des techniques d’assainissement particulaire de l’air ambiant en milieu industriel. Ils sont l’un des moyens les plus performants de séparer les poussières transportées par une veine d’air, collectée dans un conduit.

Introduction[modifier | modifier le code]

Schéma de fonctionnement d'un filtre à manches

Le filtre à manches est l’un des moyens les plus performants de séparer les poussières transportées par une veine d’air, collectée dans un conduit.

Les familles de filtre à manches[modifier | modifier le code]

Elles sont définies selon deux caractères principaux :

  1. Position des manches filtrantes
    On peut distinguer essentiellement les appareils à manches horizontales et les appareils à manches verticales.
  2. Principe de décolmatage
    Le décolmatage est souvent réalisé par injection d’air comprimé. Il peut toutefois être aussi obtenu par secouage (technique désormais obsolète), ou à basse pression à partir d’un ventilateur affecté à cette fonction.

Les sous-ensembles d’un filtre à manches[modifier | modifier le code]

On peut découper un filtre à manches en sous-ensembles :

  • L’alimentation
  • Les ensembles filtrants
  • Le compartiment air filtré
  • Le décolmatage
  • La trémie et son évacuation
  • La sortie d’air filtré

L’alimentation[modifier | modifier le code]

La conception de la gaine d'arrivée de la veine d’air, et de l’entrée dans le filtre doit tenir compte des impératifs suivants :

  • Assurer une bonne répartition sur l’ensemble de la surface filtrante ;
  • Éviter les risques d’abrasion des tôleries et surtout de manches filtrantes
  • Éventuellement faciliter une pré-décantation de façon à charger le moins possible les manches.

Une mauvaise conception de l'alimentation induit une perte de charge inutile et donc une surconsommation voir la nécessité de surdimensionner le moto-ventilateur. Des fuites à cet endroit induisent un écoulement perturbé dans le filtre et une perte d'aspiration au niveau de l'ambiance à dépolluer.

Les ensembles filtrants[modifier | modifier le code]

Ils sont classiquement constitués de :

  • Manches filtrantes : Assurent le maintien du gâteau et la filtration

Une manche percée et fortement préjudiciable au bon fonctionnement du filtre car elle autorise le passage d'une importante quantité de particules

  • Mannequins : Maintiennent les manches en forme malgré la dépression due à la perte de charge

Un mannequin abimé peut entrainer d'importantes déchirures sur les manches.

  • Éventuelles embouchures : Assurent la liaison entre la tôlerie et la manche filtrante

Un défaut sur les embouchures offre un passage aux particules autre que les manches filtrantes.

Le compartiment air filtré[modifier | modifier le code]

Compartiment Air propre (air filtré) d'un filtre.

C’est dans ce compartiment que débouchent toutes les manches filtrantes. Il collecte donc l’air filtré. C’est à cet endroit que sont installés les systèmes d’injection d’air de décolmatage. On peut accéder à ce compartiment grâce à des portes et certaines opération de vérification ou maintenance nécessitent de s'y introduire entièrement.

Cette partie à moins tendance à poser des problèmes d'entretien étant donné que l'air qui y circule est propre. Des fuites apparaissent parfois au niveau des portes d'accès, réduisant ainsi l'aspiration.

Le décolmatage[modifier | modifier le code]

A l’exception des décolmatages à secousses, aujourd’hui marginaux, le principe consiste toujours à envoyer de l’air dans les manches à contre-courant du flux de filtration. Le "choc" ainsi créé dans les manche les ébranle et entraine la chute d'une partie du gâteau.

À l'air comprimé[modifier | modifier le code]

Réservoir à air comprimé pour le décolmatage des manches d'un filtre.

Le filtre est raccordé à une alimentation en air comprimé. Souvent, il comporte une nourrice assurant un débit instantané suffisant. L’air comprimé doit être sec, propre et déshuilé, à une pression réglable de 3 à 6 bars. De façon à économiser l’usure des manches filtrantes, et à maintenir un gâteau optimal, on devra chercher la pression minimale nécessaire au maintien d’une perte de charge correcte au niveau du filtre (entre 80 et 250 daPa).

L’air comprimé est envoyé successivement dans des rampes par l’intermédiaire d’électrovannes spécialement conçues pour cet usage. Elles ont la particularité de pouvoir offrir une grande ouverture de passage (jusqu’à 2 °) avec un temps de réponse très court (quelques dixièmes de secondes). On peut voir ces rampes sur la photo précédente du compartiment air propre.

Le décolmatage est assuré par l’air induit par le mouvement de l’impulse d’air comprimé (effet venturi).

A ventilateur basse pression[modifier | modifier le code]

Un ventilateur centrifuge délivre un volume d’air de décolmatage important, à une pression de l’ordre de 500 daPa. Cet air est acheminé successivement vers chaque rangée de manches par un ensemble mobile.

Tout problème concernant le décolmatage a des conséquences très grave sur l'intégralité du système de filtration.

L'accumulation du gâteau entraine d'énormes pertes de charge pouvant mener jusqu'à rendre le système totalement inefficace.

La trémie et son évacuation[modifier | modifier le code]

Cet ensemble doit assurer l’évacuation en continu des poussières arrêtées par le filtre. Cette évacuation doit se produire sans entrée d’air faux. Le débit doit être suffisant pour assurer de maintenir la trémie vide. La trémie n’est pas un moyen de stockage, c’est un « entonnoir ».

La sortie d’air filtré[modifier | modifier le code]

Sa conception contribue elle aussi à la bonne répartition de la veine d’air. Elle doit permettre également une circulation sans perte de charge anormale.

Notes[modifier | modifier le code]

  1. Le présent article a pour objet de vulgariser les techniques nécessaires à la compréhension des problèmes de l’assainissement particulaire de l’air ambiant en milieu industriel. Les valeurs indiquées tout au long de l'article sont celles généralement admises. Elles n’ont pour objet que de donner des ordres de grandeur classique au lecteur. Elles ne doivent pas être utilisées pour le dimensionnement d’équipement sans un avis compétent sur l’application concernée.