Le but de la filtration est la séparation d'une phase continue et d'une phase dispersée initialement mélangées.

Les deux phases peuvent être un liquide et un gaz (brouillard, aérosol), un solide et un gaz (poussière, aérosol), un solide et un liquide (boue), deux liquides immiscibles (émulsion).

Nous désignerons ce mélange sous le terme général de suspension. Nous nous intéresserons surtout à la filtration des liquides.

La séparation peut être effectuée de deux façons différentes :

• On peut faire s'écouler la suspension au travers d'une masse poreuse (lit ce particules consolidé ou non, papier, feutre, ...) à l'intérieur de laquelle les particules ou globules de la phase dispersée seront plus ou moins retenus, entraînant donc un colmatage progressif de la masse filtrante. La phase continue sortant de la masse poreuse (baptisée filtrat dans le cas d'une phase continue liquide) sera, suivant la texture de cette nasse et les dimensions des particules de la phase dispersée, soit parfaitement pure, soit au moins appauvrie en phase dispersée.

  C'est la filtration dans la masse ou filtration en profondeur. Cette technique est utilisée pour la clarification des eaux domestiques, pour la filtration d'air et d'une façon générale, pour filtrer de grands débits de fluide peu chargés en impuretés de faible dimension.

• On peut aussi amener la suspension au-dessus d'un support (toile, feutre, membrane, grille, ...) sur lequel les particules (ou plus rarement les globules) vont se déposer, sous la forme d'un gâteau d'épaisseur croissante. Le filtrat, plus ou moins propre suivant la texture du support et les dimensions desparticules, est recueilli sous le support.

  C'est la filtration sur support ou filtration à gâteau. Son importance industrielle est considérable tant par les volumes traités que par la taille ou le nombre des filtres utilisés. Cette technique est aussi utilisable pour de très faibles quantités de fluide: filtration avant comptage des particules, filtration stérilisante, etc...

  L'étude d'un problème de filtration ne peut être limitée à l'opération de séparation proprement dite) elle s'insère dans un ensemble schématisé dans la figure 1) qui comprend trois étapes) un traitement préalable (prétraitement)) la filtration et un traitement final (post-traitement). Le prétraitement consiste à améliorer la filtrabilité de la suspension. Le post-traitement a pour but de purifier les produits de la filtration. La technologie de ces deux étapes évolue rapidement.

Figure 1 : organigramme d'une opération de filtration.