Filtre

Diagramme de filtration simple : les particules les plus grosses du «flux» ne peuvent pas traverser le réseau.
Diagramme de filtration simple : les particules les plus grosses du «flux» ne peuvent pas traverser le réseau.

Le terme filtre désigne tout dispositif retirant certains éléments du flux qui le traverse, en les retenant, les redirigeant, les modifiant ou les détruisant.

Ce flux peut être un flux de matières, un courant électrique, un flux d'informations, un flux optique… Son action consiste à retenir, supprimer, modifier les éléments indésirables du flux et à en laisser passer les éléments utiles.

Le terme peut également être utilisé de manière métaphorique, pour désigner un filtrage d'informations.

Origine du terme

Une grande partie des filtres communs (machines à laver, hottes aspirantes, filtres automobiles, etc.) sont produits en tissus métalliques avec des maillages extrêmement fins[1], comme le métal déployé et la toile tissée[2]. C'est le sens originel du terme, une évolution du mot feltre qui a donné feutre.

Elements physique

Un filtre physique sépare les éléments solides dans un flux.

Flux solide

Quand on trie des éléments solides de diverses grosseurs dans un flux solide rendu fluide par la vibration, on parle de tamis ou de crible (sable, gravier, patates, fruits, farine).

Flux liquide

La filtration solide-liquide, souvent simplement appelé filtration, est le type de filtration physique la plus courante.

Les passoires et les pommelles, ou crépines, sont par exemple des filtres adaptés au flux liquides : ils permettent de séparer les éléments solides du liquide dans lequels ils sont.

Le liquide filtré peut être de l'eau, on parle alors de filtres à eau, comme pour les filtre pour aquarium, filtre compact pour le traitement des eaux usées domestiques, ou les biofiltre pour le traitement des eaux usées.

Flux gazeux

Lorsque la filtration gazeuse à un objectif de santé et d'hygiène, on parle de filtres à air, fréquemment utilisés afin de purifier l’air intérieur, tels que le filtre HEPA ou les filtres à photocatalyse par exemple les modules Alcion Air. Il existe des biofiltre gazeux,un dispositif utilisant des plantes en pots ou un mur végétalisé pour épurer l’air intérieur par des plantes (voir par exemple le programme Phyt'air). L’ADEME considère que l’argument « plantes dépolluantes » n’est pas validé scientifiquement au regard des niveaux de pollution généralement rencontrés dans les habitations et des nouvelles connaissances scientifiques dans le domaine[3].

Dans le milieu industriel, on parle d’assainissement particulaire de l’air ambiant.

Automobile

Divers filtres interviennent dans le domaine de l'automobile :

  • le filtre à air : permet de supprimer de l'air aspiré les plus grosses particules telles que les pollens qui risqueraient d'endommager le moteur. Pour conserver ses propriétés, il doit être remplacé régulièrement et d'autant plus fréquemment que l'air, aspirée pour le moteur, est poussiéreux.
  • le filtre à huile : souvent placé sur le carter moteur ; il permet d'éliminer les particules contenues dans l'huile du moteur et qui proviennent, pour l'essentiel, de l'usure des pièces moteurs lubrifiées. Il doit être remplacé à chaque vidange afin de ne pas polluer l'huile neuve ;
  • le filtre à carburant : permet de ne pas faire circuler de particules dans le circuit d'alimentation de carburant, qui risqueraient de boucher les injecteurs de carburant. Il doit être remplacé d'autant plus fréquemment que le carburant risque d'être pollué par des matières solides (poussière, sable, etc.) ;
  • le filtre à particules : utilisé pour réduire la quantité de particules générées par la combustion du gazole dans le moteur et rejeté dans les gaz d'échappement des moteurs Diesel. Ce filtre doit être changé régulièrement pour éviter qu'il ne rejette les particules qu'il avait retenues jusque là.

Électronique et traitement du signal

En électronique, le terme filtre désigne à l'origine, par analogie avec les filtres de fluides, un circuit qui rejette une partie indésirable du signal ; par extension, un circuit qui réalise une opération de traitement du signal. Les premiers filtres étaient construits avec des éléments discrets et étaient dénommés filtres analogiques. On trouve notamment :

On distingue le filtre actif qui est un type particulier de filtre électronique puisqu'il est construit au moins partiellement dans la boucle de contre-réaction d'un amplificateur et le filtre passif. On trouve également :

Par extension, on appelle également filtre numérique un outil logiciel dont le but est la séparation des fréquences contenues dans un signal numérisé (son, profil d'état de surface, ...) ou dans une image physique (topographie, ...), dans ce cas le filtrage est souvent réalisé à l'aide de la transformée de Fourier discrète. Un ensemble de filtres utilisés dans l'analyse des états de surface est décrit dans la norme NF EN ISO 16610.

  • Un filtre adaptatif est un système avec un filtre linéaire dont la fonction de transfert est contrôlée par des paramètres variables et un moyen d'ajuster ces paramètres selon un algorithme d'optimisation.
  • Un filtrage bayésien (ou estimation récursive bayésienne) est une approche générale probabiliste pour l'estimation d'une fonction inconnue de densité de probabilité récursive durant une période utilisant des mesures et un modèle mathématique, notamment utilisée en robotique.
  • Un filtre de Kalman est un filtre à réponse impulsionnelle infinie qui estime les états d'un système dynamique à partir d'une série de mesures incomplètes ou bruitées.
    • Le filtre de Kalman d'ensemble est une variante du filtre de Kalman, plus adaptée aux problèmes de très grande dimension comme les modèles géophysiques.
  • Un filtre particulaire, aussi connu sous le nom de méthode de Monte-Carlo séquentielles, est une famille de techniques sophistiquées d'estimation de modèles fondées sur la simulation.
  • Un filtre de Wiener est un filtre utilisé pour estimer la valeur désirée d'un signal bruité et minimise l'erreur quadratique moyenne entre le processus aléatoire estimé et le processus souhaité.

En traitement de l'image, il est fait appel à des techniques de filtrage :

En distribution d'énergie électrique, un filtre anti-harmonique est un filtre qui réduit les courants harmoniques ou tensions harmoniques dans les réseaux électriques HTA ou HTB.

  • Un filtre de puissance actif est un filtre actif qui permet d'éliminer plus efficacement les harmoniques du signal d'alimentation qu'un filtre passif.

Informatique et téléphonie

  • Filtre (graphique), sous-ensemble des filtres informatiques spécialement dédiés au traitement des images, par une application systématique de modifications à chaque pixel de l'image en tenant compte des couleurs des pixels voisins.
  • Le filtrage d'appel est le processus d'évaluation d'un appel téléphonique pour décider de sa prise ou de son rejet.
  • Un filtre de confidentialité pour écran d'ordinateur est une protection qui se place devant un écran informatique et qui restreint la vision des données affichées de part et d’autre de l’axe de vision.

Mathématiques

Optique

Société

*La bulle de filtres ou bulle de filtrage (de l’anglais : filter bubble) est un concept développé par le militant d'Internet Eli Pariser. Selon Pariser, la « bulle de filtres » désigne à la fois le filtrage de l'information qui parvient à l'internaute par différents filtres ; et l'état d'« isolement intellectuel » et culturel dans lequel il se retrouve quand les informations qu'il recherche sur Internet résultent d'une personnalisation mise en place à son insu.[pertinence contestée]

Notes et références

  1. Ouverture des mailles : 100 μm
  2. Métal déployé, Toile tissée sur metaletire.fr
  3. Plantes et épuration de l’air intérieur, sur le site ademe.fr de février 2013, consulté le 4 novembre 2015.

Voir aussi

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Articles connexes

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