Le procédé de fabrication et le plissage des médias fibreux peuvent induire la formation d'hétérogénéités de compacité. Les fluctuations locales de cette propriété clé d'un filtre à fibres ne sont actuellement pas prises en compte dans les modèles prédictifs de leurs performances qui considèrent une compacité globale moyenne de la structure fibreuse. Une approche numérique a permis la quantification de l'impact de telles hétérogénéités locales. Les simulations mettent notamment en évidence que la présence de régions de moindre densité de fibres induit des passages d'écoulement préférentiels à travers ces zones et par conséquent une plus grande perméabilité et une plus faible efficacité du média filtrant. Un modèle analytique basé sur l'association en série et en parallèle de sous-domaines fibreux de compacité variable permet de valider les résultats de simulation et de prédire de façon satisfaisante les performances d'une structure fibreuse hétérogène.

The manufacturing process and the pleating of fibrous media can induce the formation of solid volume fraction heterogeneities. Local variations of this key property of a fiber filter are currently not taken into account in the predictive models of their performance which consider an average solid volume fraction of the fibrous structure. A numerical approach allowed the quantification of the influence of such local heterogeneities. In particular, the simulations show that the presence of regions of lower fibre density induces preferential paths through these zones and consequently a greater permeability and a lower efficiency of the filter media. An analytical model based on a series and parallel association of fibrous subdomains of variable solid volume fraction allows validating the simulation results and predicting satisfactorily the performances of a heterogeneous fibrous structure.