Composites from by-products of date palms in southern Algeria and their applications in infrastructure

Abstract

The southern regions of Algeria, especially its oases, are rich in productive date palm. The annual date harvesting process results in various by-products, posing a serious environmental problem that manifests as pollution. On the other hand, some desert areas are characterized by types of soil with weak mechanical properties, notably clayey and sandy soils when compared to other soil types. This has led us to propose strengthening these soil types by reinforcing them with long fibers extracted from palm spadex stem by-products, aiming to support the foundations. In this regard, three essential stages were outlined, serving as effective steps to achieve the desired goal of the study. The first involves extracting long tensile-resistant fibers from the date palm waste (Deglet Nour), with a value of 1487 MPa, which is considered a higher resistance than the typical Filasse by 18%. Subsequently, a mat was woven from the extracted fibers and saturated with a layer of silicone rubber tubes, referred to as "Geo-palm." It exhibited a tensile resistance of 8.43 kN/m in horizontal direction, while its vertical tensile resistance was measured at 20.22 kN/m, which represents the highest value compared to geotextiles in both AS and APS categories. Finally, one of the types of clayey soil found in desert regions, specifically colored clay, was reinforced with a layer of geo-palm. Several laboratory experiments were conducted, revealing a 10% improvement in its compressive strength. Additionally, there was a 24% reduction in its swell ability, and an increase in the effective cohesion factor ('c) by 72%, as observed through triaxial shear tests. In conclusion, the obtained geo-palm stands as one of the most significant natural alternatives to industrial geocomposites in the field of soil reinforcement at construction sites.

Les régions du sud de l'Algérie, en particulier ses oasis, regorgent d'une richesse considérable de palmiers producteurs, qui génèrent plusieurs déchets suite au processus annuel de récolte des dattes. Cela constitue en soi un problème environnemental sérieux, incarnant la pollution. D'autre part, certaines zones désertiques se caractérisent par des types de sols aux propriétés mécaniques faibles, notamment les sols argileux et sableux, surtout lorsqu'ils sont associés à d'autres types de sols. Cela nous a conduits à proposer de renforcer ces types de sols en les renforçant avec des fibres longues extraites des résidus de palmier, dans le but de soutenir les fondations. À cet égard, trois étapes essentielles ont été définies, servant de démarches efficaces pour atteindre l'objectif souhaité de l'étude. La première consiste à extraire des fibres résistantes à la traction de longueur significative à partir des déchets de palmier-dattier (Deglet Nour), avec une valeur de 1487 MPa, considérée comme une résistance supérieure de 18% par rapport à la Filasse typique. Ensuite, une natte a été tissée à partir des fibres extraites et saturée d'une couche de tubes en silicone, appelée "Géo-palmier". Elle a montré une résistance à la traction de 8,43 kN/m dans la direction horizontale, tandis que sa résistance à la traction verticale a été mesurée à 20,22 kN/m, représentant la valeur la plus élevée par rapport aux géotextiles des catégories AS et APS. Enfin, l'une des types de sol argileux trouvés dans les régions désertiques, notamment l'argile colorée, a été renforcée d'une couche de géo- palmier. Plusieurs expériences en laboratoire ont été menées, révélant une amélioration de 10% de sa résistance à la compression. De plus, il y a eu une réduction de 24% de sa capacité de gonflement et une augmentation du facteur de cohésion efficace (c') de 72%, comme observé par des essais de cisaillement triaxiaux. En conclusion, le géo-palmier obtenu se présente comme l'une des alternatives naturelles les plus significatives aux géocomposites industriels dans le domaine du renforcement des sols sur les chantiers de construction