La filtration de l’eau peut se faire à l’aide de différents médias filtrants dont les plus évolués sont les membranes et cartouches, le plus souvent synthétiques. Mais la filtration naturelle, quoique bien plus ancienne, reste efficace aussi bien pour l’eau du robinet que pour l’eau brute de forage, de puisage ou la récupération d’eau de pluie. La filtration par charbon actif ou sable est l'un des cinq systèmes de filtration avec la carafe filtrante, la cartouche filtrante, la poche filtrante et l'osmoseur.
Présentation des médias filtrants : le sable et le charbon actif
À près de 70 %, l’eau du robinet est une eau d’origine souterraine que l’on a pompée dans une nappe avant de la traiter et de la distribuer dans le réseau d’adduction. Cette eau provient des pluies et neiges qui ont traversé la terre par infiltration et qui ont été filtrées naturellement, comme l’eau de source. Ce sont les éléments contenus dans le sol qui ont assuré la filtration, donc les roches et résidus de roches et de végétaux.
La filtration par média filtrant est très efficace pour résoudre de nombreux problèmes de traitement de l'eau : chlore, correction de pH, fer, particules en suspension... Les plus utilisés sont le sable et le charbon actif, mais il existe également le calcite et le sable Birm. Chaque média filtrant a une fonction particulière dans le traitement de l'eau :
- Le charbon actif absorbe le chlore, les matières organiques.
- Le sable et l'anthracite filtrent les sédiments.
- Le calcite et le corosex corrigent le pH de l'eau.
- Le sable Birm détruit le fer et le manganèse.
- Le sable vert au manganèse détruit le fer, le manganèse, l'hydrogène sulfuré et l'ozone résiduel.
2 types de filtration : sable ou charbon actif ?
De par leurs qualités de filtration différentes, le sable et le charbon actif sont éventuellement complémentaires plutôt que concurrents.
Comme média de filtration, le sable est employé en premier ou seul afin de clarifier l’eau, en retenant les impuretés en suspension, aussi bien pour la filtration des piscines que pour l’eau d’un réseau de distribution. Mais le sable ne pouvant filtrer les bactéries (et peut même provoquer leur prolifération en cas de stagnation de l’eau dans le filtre), on lui adjoint un système de désinfection (piscine) ou de stérilisation (eau de consommation).
Le charbon actif retient les particules fines contenues dans l’eau mais n’est pas destiné à éliminer les salissures qui le colmateraient trop rapidement. On emploie donc le charbon actif pour traiter de l’eau déjà filtrée des particules grossières dans le but d'éliminer des produits de traitement, goûts et odeurs, notamment en vue de la consommation humaine en boisson et en cuisine, mais aussi pour les bassins intérieurs et les aquariums.
Exemple : la carafe filtrante est généralement munie d’un filtre à charbon actif car elle reçoit une eau potable exempte d’impuretés grossières dont elle élimine les résidus des produits de traitement (chlore, permanganate de potassium…).
Le sable comme média filtrant
Le sable est le moyen le plus simple de filtrer une eau puisqu’il s’agit d’un élément naturel, disponible en grandes quantités et totalement inoffensif pour l’environnement. Il suffit de choisir un sable plus ou moins fin pour obtenir une filtration plus ou moins fine sans avoir à aménager plusieurs étages de filtration.
Le sable retient les particules présentes dans l’eau (celles qui provoquent la turbidité, boue, éclats de métaux ou de roches, micro-algues, résidus de végétaux, etc.) afin de la clarifier, jusqu’à la rendre totalement transparente. Pour cette raison, le sable est très souvent employé comme média de filtration de l’eau des piscines.
Le charbon actif comme média filtrant
Le charbon est employé comme filtre depuis l'antiquité sous la forme de noir de filtration obtenu à partir d’os et de bois. Depuis, on a fait des progrès : le charbon issu de la pyrolyse de divers végétaux (bois, coques et noyaux de fruits…) est rendu actif par un procédé d’élimination des goudrons qu’il contient (les goudrons sont ce qui brûle dans le charbon employé en chauffage ou en barbecue).
Selon la finesse de sa réalisation, le charbon actif peut retenir des particules fines et même très fines jusqu’aux gaz contenus dans l’air. C’est pourquoi on emploie le charbon actif, aussi bien dans la filtration de l’eau que dans les filtres HEPA anti-odeurs et pour les masques respiratoires. En filtration de l’eau, le charbon actif retient toutes les particules (de 10 à 1 ou 2 nanomètres), c’est-à-dire le chlore, les pesticides et les composés organiques qui donnent à l’eau goûts et odeurs.
Bon à savoir : alors qu’il est souvent nécessaire d’employer des quantités importantes de sable pour filtrer une grande quantité d’eau, le charbon actif permet des filtrations bien plus compactes en raison de sa structure microporeuse. Un gramme de charbon actif représente une surface de filtration comprise entre 400 et plus de 2 000 m².
Installation des médias filtrants
Le charbon actif et le sable peuvent s'utiliser simplement sous la forme de cartouches. Ces cartouches sont ensuite à insérer dans un système de filtration sous évier.
Le sable peut également prendre la forme d'un réservoir dans lequel on laisse l'eau se filtrer. Le filtre sur sable doit être dimensionné en fonction des polluants à traiter et du débit de l'eau. Pour le charbon actif, le type de filtre doit être évalué en fonction de la taille des particules à traiter.
Quelle technologie de média filtrant choisir ?
Le filtre à média filtrant se présente donc sous plusieurs formes : de simples cartouches à remplacer quand il y a saturation ou un réservoir dans lequel on verse le média filtrant (la régénération est alors plus délicate).
| Installation | Efficacité | Maintenance | Coût | |
|---|---|---|---|---|
| Cartouche |
Simple : la cartouche se fixe sur un porte-filtre, lui-même fixé à l'arrivée d'eau |
Selon le média filtrant utilisé, la cartouche peut éliminer tout type de désagrément |
Arrive plus vite à saturation, facile à changer |
Peu cher |
| Réservoir |
Nécessite l'intervention d'un professionnel |
Très efficace sur l'eau chargée de grosses particules |
Plus compliquée : parfois, il faut régénérer le média actif contenu dans le réservoir avec un oxydant puissant. Mais de plus en plus de médias filtrants ne nécessitent plus de régénération régulière. |
Les sacs de recharge de média filtrant sont économiques et leur durée de vie va de 6 à 8 ans |
Sable et charbon actif : coût et prix de revient
Le média filtrant le moins onéreux est celui qui est le plus économique à produire, donc le sable qui ne requiert pas d’énergie pour le carboniser. Toutefois, le sable de filtration doit être calibré, épuré et nettoyé physiquement et/ou chimiquement. Un sac de 25 kg de sable pour filtration de granulométrie moyennement fine (2 à 0,5 mm) se vend entre 8 et 10 € environ, ce qui revient à 30 à 40 centimes le kilogramme. Le sable peut (et doit) être nettoyé et désinfecté à l’aide d’un régénérant spécifique qui se vend autour de 10 à 15 € le kg.
Le charbon actif pour filtration fine se vend en vrac entre 10 et 20 € le kg, mais bien plus encore lorsqu’il est contenu dans une cartouche filtrante et que cette cartouche n’est pas rechargeable. Son utilisation est recommandée autour de 500 grammes pour 100 litres d’eau à filtrer instantanément, mais son efficacité réside plutôt dans le temps de filtration plutôt que dans le débit. Selon les préconisations des fabricants de charbon et de cartouches au charbon actif, en fonction du régime d’utilisation de l’eau et de sa destination, il faut remplacer le charbon actif entre 3 semaines (aquariophilie) et 3 mois (eau de distribution).
Bon à savoir : le filtre à charbon actif est quasiment indispensable dans les étapes de filtration de l'osmoseur, à condition que l'eau qui y parvient ait déjà été filtrée des impuretés par un préfiltre.
Aussi dans la rubrique :
Comment traiter l'eau chez soi ?
Sommaire
- Comparatif des différents traitements
- Pour lutter contre le calcaire
- Pour améliorer le goût de l'eau du robinet et la purifier