# Vieillissement des charbons actifs dans le contexte de l'industrie nucléaire

Mouheb Chebbi, Clément Piffeteau, Mathieu Barrault, Audrey Roynette, Bénoit Marcillaud, Sébastien Gros, Christophe Dalibart, Stéphane Esnouf

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Mouheb Chebbi, Clément Piffeteau, Mathieu Barrault, Audrey Roynette, Bénoit Marcillaud, et al. Vieillissement des charbons actifs dans le contexte de l'industrie nucléaire. 14emes Journées de l'Association Française de l'Adsorption, Association Française de l'Adsorption (AFA), Jan 2025, Nantes (France), France. hal-05448316

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Submitted on 8 Jan 2026

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# Vieillissement des charbons actifs dans le contexte de l'industrie nucléaire

M. Chebbiª, C. Piffeteauª, M. Barraultª, A. Roynetteª, B. Marcillaudª, S. Grosᵇ, C. Dalibartᶜ, S. Esnoufᶜ

Des charbons actifs (CA) co-imprégnés de triéthylènediamine (TEDA) et d'iodure de potassium (KI) sont utilisés dans les installations nucléaires pour piéger les espèces iodées volatiles (I₂ et CH₃I). Les performances d'adsorption des CA diminuent au cours du temps en raison des phénomènes de vieillissement (oxydation, empoisonnement) [1]. Cependant, des incertitudes subsistent quant aux mécanismes de dégradation mis en jeu. La présente étude vise à étudier l'effet des conditions opératoires sur la cinétique de dégradation tout en donnant des éléments sur les mécanismes de vieillissement.

Un CA représentatif du nucléaire a été traité dans un premier temps sous air sec dans des conditions contrôlées (T : 20-70°C, débit du gaz porteur : 100-200 Nm³/h, Fig. 1 (A)). Le suivi périodique de l'efficacité de rétention de CH₃I radioactif a révélé une diminution progressive du coefficient d'épuration (CE= $\frac{C_{entrée}}{C_{sortie}}$) à HR de 70%, de 2000 jusqu'à un plateau d'environ 20 après 25 semaines de traitement (Fig. 1 (A)). Cette diminution a été expliquée par la présence de certains polluants (dérivés d'huile et de téréphtalate), comme prouvé par les caractérisations DT-GC-MS, ATG et porosimétrie de N₂ à 77 K.

<figure><img src="image_2.png" /><figcaption>**Fig. 1.** (A) Evolution du CE (HR=70%) en fonction de la durée du traitement. (B) Propriétés physico-chimiques de certains adsorbants de la présente étude.</figcaption></figure>

Malgré l'altération observée, le CE mesuré à HR de 40% reste plus élevé (~10⁴) que le seuil de fonctionnement autorisé des charbons dans les centrales nucléaires (~500). L'humidification de l'air employé pendant le traitement a permis une réduction des CE mesurés à HR de 40% (~7000, Fig.1 (B)). Cette baisse des CE est en lien principalement avec les phénomènes de blocage de porosité, induits par les nouvelles espèces oxygénées issues des phénomènes d'oxydation. Afin de se placer dans des conditions plus représentatives, un adsorbant vieilli sur un site EDF a été étudié. Les CE les plus faibles ont été mesurés sur cet échantillon (entre 400 et 2000 à HR de 40%, Fig.1 (B)) en raison de la présence de polluants (dérivés de naphtalène et polluants atmosphériques de type BTX) en plus grande quantité, comme confirmé par les données de caractérisation physico-chimique.

Références :

[1] H.C. Lee, D.Y. Lee, H.S. Kim et C.R. Kim, *Nucl. Eng. Technol.*, **52**, 2652 (2020).

<footnote>ª Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN), PSN-RES/SCA/LECEV, F-91400, Saclay</footnote>

<footnote>ᵇElectricité de France, EDFLab/MFEE, 6 quai Watier, 78400 Chatou - France</footnote>

<footnote>ᶜElectricité De France, DISC-DT/FCR-SC, 19 rue Bourdeix 69007 Lyon, France</footnote>

<footnote>ᵈ Université Paris-Saclay, CEA, Service de Physico-chimie, Gif-sur-Yvette 91191, France</footnote>