Les filtres HEPA

Un filtre à particules à haute efficacité (HEPA) est utilisé dans diverses applications pour éliminer les particules de l'air qui le traverse.

Figure : un filtre HEPA

Un filtre HEPA capture au minimum 99,97 % des contaminants d'une taille de 0,3 micron et plus. Les particules sont piégées dans la fibre du filtre par une combinaison des mécanismes suivants (comme indiqué dans la figure ci-dessus) :

Les filtres HEPA sont composés d'un tapis de fibres disposées aléatoirement. Les paramètres clés qui affectent leur fonction sont la densité et le diamètre des fibres ainsi que l'épaisseur du filtre. L'espace d'air entre les fibres est largement supérieur à 0,3 μm. L'hypothèse courante selon laquelle un filtre HEPA agit comme un tamis que les particules plus petites que la plus grande ouverture peuvent traverser est incorrecte. Les particules sont piégées dans les fibres du filtre par une combinaison des mécanismes suivants (comme le montre la figure ci-dessus) :

• L'interception, mécanisme dans lequel les particules qui suivent une ligne du flux d'air impactent le rayon d'une fibre et y adhèrent.

• L'impaction, mécanisme dans lequel les particules les plus grosses ne peuvent pas éviter les fibres en suivant leurs contours et s'y incrustent directement. Cet effet augmente lors de la diminution de la séparation entre les fibres et de l'augmentation de la vitesse du flux d'air.

• La diffusion, un mécanisme d'amélioration qui résulte de la collision avec les molécules de gaz par les plus petites particules, notamment celles inférieures à 0,1 µm. Ces particules sont ainsi entravées et retardées dans leur parcours à travers le filtre. Ce comportement est similaire au mouvement brownien et augmente la probabilité qu'une particule soit stoppée par l'un des deux mécanismes ci-dessus. Ce mécanisme devient dominant pour les flux d'air de vitesse inférieure.