Intervalles de remplacement des filtres : pourquoi il est important de les respecter ?

Respecter le cahier des charges et les normes de sécurité, protéger des opérateurs et l'environnement, maîtriser les coûts de fonctionnement et la consommation énergétique de vos installations, limiter les arrêts des chaînes de production, respecter les délais et éviter tout rappel de produits à cause d'un éventuel défaut de filtration …

Pour satisfaire au mieux tous ces impératifs, la clef est de mettre en place un programme de remplacement préventif adapté aux dispositifs filtrants que vous utilisez. Les remplacer trop tard, c'est s'exposer à l'ensemble des risques ci-dessus. Anticiper exagérément leur remplacement, c'est imposer des arrêts trop fréquents de vos chaînes de production et occasionner des dépenses inutiles. Adopter un calendrier raisonné de remplacement des filtres permet au contraire de pouvoir anticiper ses commandes et de mieux gérer ses stocks et sa production. Retrouvez tous nos conseils pour mettre en place un programme d’entretien optimisé.

Réduire le coût de production des utilités

Prenons l'exemple de filtres à air. Au fur et à mesure de leur utilisation, les filtres se colmatent progressivement, à cause des impuretés qu'ils retiennent, limitant le passage de l'air. Pour permettre à l'air à épurer de continuer à traverser le filtre, il faudra augmenter toujours davantage sa pression. 

Or, comprimer de l'air a un coût, d'autant plus élevé que la pression à atteindre est grande. Renouveler régulièrement son filtre est donc une source potentielle d’économie du point de vue de la production de l'air et plus généralement des utilités.

Pour établir un programme précis de planification de remplacement des filtres, il faut donc surveiller la pression différentielle. Cette grandeur, mesurée en bar ou psi (livres par pouce carré), correspond à la différence de pression entre l'amont et l'aval du filtre. Son évolution reflète les restrictions de débit provoquées par le vieillissement du filtre.

Certains fabricants formulent des préconisations en la matière, mais des considérations économiques entrent également en ligne de compte, résultat d'un compromis entre augmentation des coûts énergétiques liés à l'augmentation de l'activité des pompes et coût de remplacement de vos filtres.

Satisfaire aux exigences sanitaires, notamment en matière de contamination bactérienne

Certains filtres doivent être régulièrement stérilisés pour répondre à des normes bactériennes, par exemple dans le domaine pharmaceutique ou agroalimentaire. Cette opération est souvent réalisée avec de la vapeur. Or, ce processus à haute température génère des contraintes fortes sur les dispositifs filtrants, qui finissent par user à la longue le média, le dénaturant ou menaçant son intégrité.

Des directives de remplacement des filtres sont là aussi souvent données par les fabricants, basées sur le nombre moyen de cycles de stérilisation que le filtre peut supporter, souvent de l'ordre d'une petite centaine. Si ces recommandations sont utiles, il faut garder à l'esprit que chaque installation impose aux filtres des contraintes qui lui sont propres. Celles-ci peuvent également fluctuer avec la composition et la teneur en particules des matières premières utilisées ou des produits à filtrer.

Zoom : faut-il remplacer tout ou partie des filtres d'un même dispositif ?

Fait-on nécessairement des économies en remplaçant uniquement le filtre endommagé plutôt que l'ensemble des filtres intervenant au sein d'une même chaîne de production ? L'expérience montre que ce n'est souvent pas le cas.

Prenons l'exemple d'un dispositif de dépoussiérage. Les dépoussiéreurs sont dimensionnés en prenant en considération plusieurs facteurs ; notamment la dimension des particules à éliminer et le volume total d'air à traiter. On prend également en compte l'augmentation des pertes de charge et les baisses de débit qui surviennent au fur et à mesure de l'utilisation du filtre.

Initialement, tous les filtres installés en parallèle dans le dépoussiéreur sont neufs. Leur résistance à l'écoulement et les débits qui les traversent sont uniformes. Ces paramètres évoluent de concert avec le temps. Lorsqu'un nouveau filtre est installé pour remplacer un filtre défaillant, sa résistance est moins élevée que celles des autres filtres encrassés. Le débit d'air à travers ce nouveau filtre sera donc momentanément anormalement élevé, le temps qu'il s'encrasse à son tour et que sa résistance à l'écoulement soit égale à celle des filtres déjà encrassés. Le filtre fraîchement remplacé va donc subir des contraintes et un encrassement accéléré en profondeur pendant cet intervalle, ce qui réduira au final sa durée de vie et impactera par ricochet l'évolution des autres filtres.

Un changement complet de l'ensemble des filtres du dépoussiéreur garantira au contraire une perte de charge uniforme. Chaque filtre travaillera dans les conditions optimales de débit et de perte de charge pour lesquelles il a été conçu. Ce fonctionnement nominal permettra d'espacer les nettoyages, de prolonger la durée de vie de tous les filtres et de limiter les durées d'immobilisation du dépoussiéreur. A la clef, une réduction des coûts de maintenance et de fonctionnement.

Ainsi, remplacer la totalité des filtres usagés d'un dispositif filtrant est souvent un bien meilleur investissement que de remplacer uniquement les filtres déjà endommagés.

En savoir plus : remplacer les filtres sans rupture de confinement