Modelisation des ecoulements d'air et du colmatage des filtres plisses par des aerosols solides

Les dispositifs d'epuration contre les particules sont largement repandus dans differents secteurs industriels ; parmi ces dispositifs, de nombreux sont constitues de media poreux plisses afin d'accroitre la surface de filtration et donc de reduire la perte de charge, pour un debit d'air donne. L'objectif de nos travaux est de pallier un manque de connaissances sur l'evolution de la perte de charge du filtre plisse durant le colmatage et d'en deduire une modelisation, sur la base d'experiences concernant des filtres industriels de type nucleaire (filtre tres haute efficacite en fibres de verre) et automobile (filtre moyenne efficacite en fibres de cellulose). Le modele obtenu est fonction des caracteristiques du medium filtrant et des plis, de la granulometrie de l'aerosol solide depose sur le filtre, de la masse de particules et des conditions aerauliques de l'ecoulement, mais aussi de donnees sur le colmatage de filtres plans de medium equivalent. Afin d'elaborer ce modele de perte de charge, une etape initiale a ete menee afin de caracteriser la perte de charge et les ecoulements d'air dans les filtres plisses vierges etudies. A partir d'une approche adimensionnelle, nous avons etabli un modele semi-empirique de perte de charge valable pour les deux filtres vierges etudies. L'etude du colmatage a montre la complexite du phenomene liee en grande partie a une reduction de la surface de filtration. Cette observation nous amene a proposer un colmatage des filtres plisses en trois phases. Nos travaux portent egalement sur l'etude de l'influence du diametre des particules, de la vitesse de filtration et des parametres geometriques du plissage des filtres sur les valeurs de la perte de charge durant le colmatage. Nos resultats montrent l'interaction des differents parametres et mettent en evidence la dependance de la perte de charge d'un filtre avec la structure du gateau qui depend elle-meme de la vitesse de filtration et des parametres geometriques des plis.