Tous les filtres obéissent au même principe : l’eau sale est prélevée dans le bac, elle passe à travers différentes masses filtrantes aux propriétés et rôles différents, et enfin elle retourne propre dans le bac.
Le travail de filtration proprement dit est réalisé par les masses filtrantes. Sans elles, le filtre ne ferait que faire circuler l’eau.

Les différents types des filtration : mécanique, biologique et chimique

Les masses filtrantes vont retenir les déchets (filtration mécanique), traiter l’eau grâce à des bactéries (filtration biologique), et retenir ou diffuser certaines substances (filtration chimique).
Chaque type de filtration a son utilité et est réalisé par des masses filtrantes adaptées.

Multiplicité et relativité des actions des masses filtrantes

Une masse filtrante peut souvent avoir deux ou trois actions (mécanique, biologique et chimique).
C’est l’action prépondérante qui sera retenue, et qui sera exploitée par un positionnement approprié dans le filtre. La même masse filtrante placée à différents endroits n’aura pas forcément la même action prépondérante.
De plus, le choix de l’action prépondérante sera fait relativement à celles des autres masses filtrantes. Imaginons la masse A bonne en actions mécanique et biologique, et la masse B bonne en action mécanique et très bonne en action biologique : dans ce cas, la masse A sera dédiée à l’action mécanique et la masse B à l’action biologique.

Ces raisons (multiplicité et relativité des actions) expliquent les apparentes incohérences que le néophyte croit déceler : ce qui est vrai dans un cas ne l’est pas forcément dans un autre.

La filtration mécanique

La filtration mécanique a pour but de retenir les particules solides ou non dissoutes en suspension dans l’eau.

Elle est réalisée par des masses filtrantes agissant comme des filets ou des matières poreuses. Les particules sont retenues par deux effets : soit la particule est plus grosse que les « mailles » de la masse filtrante et elle est donc bloquée (filtration en surface ou en support), soit elle est plus petite que les « mailles » de la masse filtrante mais elle va être bloquée en se perdant dans le labyrinthe formé par la masse filtrante et en impactant contre une des surfaces rencontrées (effet de profondeur ou de paroi).
En pratique, c’est ce deuxième effet qui est le plus souvent à l’œuvre.

Les particules étant retenues, elles s’accumulent dans la masse et finissent par la colmater : l’eau ne passe plus (et c’est d’autant plus rapide que l’effet de surface est à l’œuvre). Il faut donc nettoyer régulièrement ces masses filtrantes.

Pour éviter un colmatage trop rapide et des nettoyages trop fréquents, il est conseillé d’utiliser dans le sens de passage de l’eau des masses avec des « mailles » grosses, moyennes et fines : le maximum de particules sera retenu et le colmatage sera retardé.

Les masses filtrantes utilisées pour la filtration mécanique sont : l’ouate, le perlon (comme de l’ouate mais avec une matière synthétique au lieu du coton), les mousses, certaines céramiques (à mettre en tout premier pour retenir les déchets très gros), etc.

La filtration biologique

La filtration biologique a pour but de traiter certaines substances par des bactéries. Il s’agit principalement de mettre en œuvre la phase de nitrification du cycle de l’azote qui va convertir l’ammoniac/ammonium en nitrites puis en nitrates.

Cette filtration va être réalisée par des masses filtrantes qui vont offrir un bon support de prolifération aux colonies bactériennes, tout en laissant circuler l’eau autour et donc l’oxygène nécessaire.

Cette partie ne se salit pas par son fonctionnement : les substances produites (les nitrates) partent avec l’eau. Au contraire, il ne faudrait jamais avoir à nettoyer cette partie, car le nettoyage sera désastreux pour les colonies bactériennes, ce qui pourrait entraîner un déséquilibre du cycle de l’azote.
L’eau qui arrive dans la partie biologique doit donc être la plus propre possible : c’est pourquoi elle est toujours placée après la filtration mécanique.

Les masses filtrantes utilisées pour la filtration biologique sont : les céramiques à forte porosité, les mousses, des substrats très poreux comme la pouzzolane, etc. En revanche, l’ouate et le perlon sont de faible support bactérien.

La filtration chimique

La filtration chimique a pour but de retenir certaines substances dissoutes par une matière selon des propriétés physico-chimiques. On rangera également dans cette catégorie la libération de substances par une matière (par exemple par la tourbe qui libérera des acides humiques).

On trouvera dans cette partie le charbon (improprement dit actif), des résines (anti-phosphates, anti-nitrates, etc) et beaucoup de produits prétendus miracles. Leur action diminue avec le temps car ils se « remplissent » avec les substances qu’ils retiennent.

D’une façon générale, ces produits doivent être utilisés à bon escient et jamais de façon prolongée (sauf pour la tourbe), car souvent il y a des effets indésirables à long terme.

Organisation des filtration et des masses filtrantes

Dans le cas classique des filtres compacts internes ou externes et des décantations internes, il faut mettre en place les filtrations mécanique et biologique, et éventuellement, en cas de besoin, chimique.

L’ordre par rapport au sens de passage de l’eau (haut et bas n’ont aucun sens ici) sera : filtration mécanique, puis filtration biologique et enfin, éventuellement, filtration chimique.

Si le filtre est petit, il faut privilégier la filtration mécanique tout en essayant quand même de dédier une petite partie à la filtration biologique.