Lors d'une filtration sur un medium, quatre mécanismes apparaissent :

• l'effet de tamis (quelques dizaines de µm) : les particules d'un diamètre supérieur à la distance entre 2 fibres ne peuvent pas passer ;
• l'effet d’inertie (quelques µm) : les particules ont une force d'inertie trop grande pour pouvoir accompagner le courant d'air quand celui-ci s'incurve autour d'une fibre. Elles continuent suivant leur direction d'origine et s’attachent à la fibre à l’endroit de l’impact, soit par adhésivité physique, soit par adhésivité électrique (forces de Van der Waals) ;
• l'effet d’interception (de l’ordre du µm) : les particules légères accompagnent le courant d'air autour de la fibre et sont interceptées si elles passent à une distance de la fibre inférieure à leur rayon.
• l'effet de diffusion (d< 1 µm) : les particules fines sont influencées par le mouvement brownien des molécules d'air et s'attachent aux fibres lorsqu'elles les touchent.

La figure 1 présente les mécanismes de filtration couplés à leurs efficacités en fonction du diamètre des particules.

Figure 1 : Efficacité de la filtration en fonction du diamètre des particules

 

Il est important de noter que l'efficacité totale du filtre (courbe noire) est la somme de l'efficacité de filtration des quatre mécanismes. L'efficacité totale d'un filtre admet un minimum. En ce point, on définit les particules ayant le diamètre le plus pénétrant ou en anglais "most penetrating particle size" (MPPS). Ce diamètre de particules représente les particules qui seront les moins bien retenues par le filtre.