Prise en compte de la charge électrostatique des filtres (article publié dans la revue Salles propres, # 44, juin 2006)

Résumé et principaux résultats

Les filtres électrets sont des filtres dont le medium filtrant utilise un matériau synthétique chargé électrostatiquement. Il existe 3 techniques principales de fabrication des media filtrants électrets : par effet couronne, par induction et par triboélectricité. Les charges électriques portées par les media électrets leur confèrent une efficacité de filtration plus élevée que celles des mêmes media filtrants qui seraient dépourvus des charges électriques, à perte de charge égale. Avec les media filtrants classiques non chargés, les particules sont captées par effets mécaniques : tamis, inertie, interception et diffusion. Avec les media électrets, s'ajoute un effet électrostatique qui augmente leur efficacité, mais si cette augmentation d'efficacité est réelle lorsque le medium est neuf, l'effet électret diminue ensuite au fur et à mesure que le filtre s'encrasse et son efficacité commence donc d'abord par diminuer au début de son utilisation. La baisse d'efficacité des filtres électrets est le coeur d'un débat qui agite les experts et les professionnels du domaine de la filtration de l'air depuis une bonne vingtaine d'années. La présente présentation fait le point sur ce sujet, à travers l'étude de résultats obtenus en laboratoire et sur le terrain. L'étude des performances de filtres électrets en utilisation réelle (encrassement avec l'aérosol atmosphérique) montre que leur efficacité de filtration subit une dégradation au cours des premières semaines de leur utilisation, cette dégradation étant surtout marquée sur les plus fines particules (d < 1 µm). Ensuite, l'efficacité augmente au fur et à mesure que le filtre s'encrasse, par effets mécaniques classiques. Les méthodes d'essais normalisées (EN 779 en Europe et ASHRAE 52.2 aux Etats-Unis, pour ne citer que les principales) utilisent pour l'encrassement des filtres une poussière synthétique qui ne permet pas de reproduire sur banc d'essais le comportement réel des filtres en général et des électrets en particulier. Ces méthodes proposent cependant des tests pour essayer de reproduire la perte d'efficacité des filtres électrets : utilisation d'un aérosol de KCl fortement concentré pour préconditionner (précolmater) le filtre en essais (ASHRAE 52.2), traitement du medium filtrant avec de l'isopropanol ou de la fumée de diesel pour enlever les effets électrostatiques (annexe A de la norme EN 779). Ces tests ne donnent pas les mêmes résultats comme le montrent des exemples présentés. Par ailleurs, des essais d'intercomparaison sont en cours en Europe, décidés par EUROVENT et organisés par le CETIAT, sur la base des tests décrits dans l'annexe A de la norme EN 779. Les résultats des essais en laboratoire sont en outre comparés à ceux obtenus sur le terrain (encrassement naturel). La présentation fait le point sur ces résultats.

Commissions

Filtration de l'air

Thème

Ventilation et qualité de l'air

Mots-clés

Filtration, Filtres

Auteurs

GINESTET Alain, PUGNET Dominique