Valorisation de nouveaux matériaux naturels et recyclés dans la construction routière en Algérie

  • Omar Boudlal
  • Mohammed Djemai
  • Ali Hamza
  • Mohammed Khattaoui
Original Paper


These recent years, the development of the civil engineering and especially the public works sectors in Algeria requires large amount of aggregates. Therefore, the abusive uncontrolled extraction of materials send out distress signals on the over-exploitation and reduction of the usual natural sources of aggregates, particularly alluvial deposits. Indeed, this can certainly maximize the risks of environmental contamination and threaten the aggregates supply continuity of projects, therefore seriously disturbing the development of the public work sector. For those reasons, the exploitation of new aggregates sources and the search for new local materials (natural or recycled materials) are urgently needed and seem to be a promising solution for sustainable development. Indeed, many natural materials such as (schist, marl,…) have been investigated in this area, given their availability and ease of extraction. Also, tons of inert wastes (concrete debris, glass debris,…) are generated from various human activities and abandoned in nature (along the roads) or buried in landfills where they surely represent contamination threats to ground water, while, these materials can be recovered and reused as alternative aggregates in important industrial sectors such as civil engineering and public works. The present experimental study is conducted in this context. It aims at valorizing local natural materials (marl) and recycled materials (glass debris) in road construction. Indeed, marl is among the most available materials in Algeria, it represents over 40% of the soils of Great Kabylia (Tizi-Ouzou). It is close to the surface (accessibility), with thicknesses exceeding 1000 meters (availability). Glass debris are also among the most available types of wastes (found in dumps and landfills). It is widely used in many industrial activities such as packaging, decoration, construction, and therefore it generates a lot of inert waste which take about 5000 years to decompose. For those reasons (large amounts and lengthy decomposition), several studies have been carried out for the glass possible reuse in civil engineering, especially in concrete and roads. To achieve this work, samples are prepared in the form of mixtures of marl with different proportions of glass debris (0, 10, 20, 30 and 40%). They are then submitted after identification to the main mechanical road tests, namely: compaction with modified Proctor tests in order to assess their maximal dry density, penetration with CBR tests (California Bearing Ratio) to evaluate puncture strength immediately under the circulation of vehicles during the construction of pavements or after soaking under water for 4 days (96 h), representing the worst humidity conditions on construction site. The samples are then subjected to direct shear tests using Casagrande shear box to assess their shear strength under traffic, especially during acceleration and braking of heavy vehicles. Finally, they are subjected to fragmentability, degradability, Los Angeles and micro-Deval tests to evaluate the evolution of the grains under different mechanical efforts (traffic, climatic and hydro-geological conditions). The experiments carried out have shown very remarkable results. Unlike the unfavorable behavior showed by the marl or the glass alone; their combination as mixtures presents very interesting mechanical characteristics under the different tests. Particularly, the mixtures with 20% of glass debris have shown the best aptitude to compaction, at low water content, and a high penetration strength in soaked and un-soaked conditions. In addition, it exhibits very interesting mechanical characteristics at shearing, with acceptable fragmentability, degradability, impact and wear behaviors. These results are very valuable and fully satisfy the requirements of standards for materials used in roads under weak and medium traffic. However, to better understand and develop the use of the studied materials in the road construction; further tests are necessary, such as long-term tests under cyclic natural loading (temperature, freeze–thaw,…). This research work may have considerable interests, both on the economical aspect and on the environmental impact in the region, mainly:
  • Conservation of alluvial deposits and exploitation of new sources of aggregates to ensure the projects supply.

  • Preservation of the environment by recovering abandoned glass wastes in nature, consequently, allowing the recovering of important storage spaces and significantly reducing the needs for new landfills.

  • Contribution to the development of the recycling industries and the creation of more employment opportunities for the local population, leading to income generation and poverty reduction in developing countries such as Algeria, which offers a fertile field of recyclable materials (concrete, plastic, glass,…).

However, this study must be accompanied by appropriate and selective dumps installation strategies, with a large sensitizing of population in order to allow the easy collection of glass debris and other materials that can be recycled in the civil engineering field and other construction fields.


Marl Glass debris Valorization Recycling Environment Road construction 


Le développement du secteur des travaux publics en Algérie réclame des quantités très importantes de granulats. L’extraction abusive et anarchique des matériaux mène à l’amenuisement des sources naturelles habituelles, notamment des gisements alluvionnaires. En plus des effets néfastes sur l’environnement, cette surexploitation menace sérieusement l’approvisionnement des projets. Ainsi, l’exploitation de nouvelles sources de granulats paraît sans doute une solution d’avenir. En effet, plusieurs matériaux naturels (schistes, marnes,…) et recyclés (débris de béton, débris de verre,…) peuvent faire l’objet de recherches dans ce domaine, vu leur disponibilité et leur facilité d’extraction en Algérie. Par ailleurs, leur exploitation, peut être très intéressante tant sur le plan économique et environnemental. L’étude expérimentale réalisée s’inscrit dans ce contexte. Elle a pour objectif, la valorisation de la marne et des débris de verre dans la construction routière. Elle consiste à préparer des échantillons en mélanges de marne avec différentes proportions de verre et à étudier après identification, leur comportement sous les principaux essais mécaniques routiers. Les résultats obtenus sont très remarquables. En effet, contrairement au comportement défavorable que présentent la marne ou le verre seuls, leur combinaison offre par contre, des mélanges avec des comportements très intéressants. Particulièrement, les mélanges à 20% de verre ont présenté une très bonne aptitude au compactage, avec des résistances au poinçonnement et au cisaillement très importantes. Ces mélanges ont montré également des résistances très acceptables à la fragmentabilité, à la dégradabilité, aux chocs et à l’usure. Ce qui vérifie amplement les exigences des normes pour une utilisation dans les couches de chaussées.

Mots clés

Marne Débris de verre Valorisation Recyclage Environnement Construction routière 



Les auteurs remercient vivement le professeur Taibi Said, membre du Laboratoire Ondes et Milieux Complexes (LOMC) de l’université du Havre (France) pour sa contribution dans la réalisation de ce travail.


  1. Ahmed I (1991) Use of waste materials in highway construction, Department of Civil Engineering. Purdue University, West Lafayette, p 112CrossRefGoogle Scholar
  2. Arnold G, Werkmeister S, Alabaster D (2008) The effect of adding recycled glass on the performance of basecourse aggregate. NZ Trans Agency Res Rep 351:40Google Scholar
  3. Bazant ZKP, Zi G, Meyer C (2000) Fracture mechanics of ASR in concretes with waste glass particles of different sizes. J Eng Mech ASCE 126:226–232CrossRefGoogle Scholar
  4. Behim M, Ali Boucetta T (2013) Valorisation du verre à bouteille comme adition fine dans les bétons auto-plaçants. Revue francophone d’écologie urbaine et industrielle, Déchets Science et Technique 65:20–28Google Scholar
  5. Benhassaine M (1980) Recherche sur les modèles de relief et les formations superficielles dans la vallée de l’oued Sébaou. Thèse 3ème cycle, Université Paris VI, France, p 282Google Scholar
  6. Boudlal O, Melbouci B (2009) Study of the demolition aggregates behavior by the Proctor and CBR tests. Geotechnical special publication, American Society of Civil Engineers (USA). Material Design Constr Maint Test Pavement ASCE 193:75–80. doi:10.1061/issno(352)12 Google Scholar
  7. Boudlal O, Melbouci B (2010) Recyclage des granulats de démolition (brique et béton) dans les corps de chaussées. Communication Science et Technologie COST 08:49–54Google Scholar
  8. CIMbéton (2006) Centre d’Information sur le Ciment et ses Application, Réalisation des voiries agricoles: l’essor des structures en béton. Documentation technique, Routes no 97Google Scholar
  9. Chen CH, Huang R, Wu JK, Yang CC (2006) Waste E-glass particles used in cementitious mixtures. Cernent Concr Res 36(3):449–456. doi:10.1016/j.cemconres.2005.12.010 CrossRefGoogle Scholar
  10. Corinaldesi V, Gnappi G, Moriconi G, Montenero A (2005) Reuse of ground waste glass as aggregate for mortars. Waste Manag 25:197–201. doi:10.1016/j.wasman.2004.12.009 CrossRefGoogle Scholar
  11. DRCRM (1995) Direction des routes et de la circulation routière du Maroc, Catalogue des structures types des chaussées neuves. Ministère de l’équipement, MarocGoogle Scholar
  12. Daho E (2012) Étude du potentiel local en granulats, pour une utilisation optimale. Mémoire de magister à l’université Abou Bekr Belkaid de Tlemcen, Algérie, p 161Google Scholar
  13. Dearman WR (1975) The characterization of rock for civil engineering practice in Britain. Centenaire de la société géologique en Belgique. Colloque géologie de l’ingénieur, Liège, pp 01–75Google Scholar
  14. GMTR (2001) Direction des routes et de la circulation routière du Maroc, Guide marocain pour les terrassements routiers “ GMTR “, fascicule I: principes générauxGoogle Scholar
  15. Gaudin B (1972) Pression de terrain sur une galerie creusée dans des marnes du Stampien. Bulletin de liaison des laboratoires des ponts et chaussées (LCPC) 59:133–155Google Scholar
  16. Halstead WJ (1992) Use of waste glass in highway construction. Technical assistance report, Virginia transportation research council, p 23Google Scholar
  17. Hamlat S (2007) Etude de la résistance des revêtements routiers aux sollicitations tangentielles. Thèse de doctorat délivrée par l’école centrale de Nantes et l’université de Nantes. Spécialité: mécanique des matériauxGoogle Scholar
  18. Idir R, Cyra M, Tagnit-Hamou A (2010) Peut-on valoriser massivement le verre dans les bétons? Technol Valoris 16(5/6):70–77Google Scholar
  19. Khattaoui M, Boudlal O et Ouzia D (2014) La marne de M’douha (Algérie) source de granulats. Journées Nationales de Géotechnique et de Géologie de l’ingénieur. Observer, Modéliser et Décider JNGG2014 les 8–10 Juillet 2014. Institut polytechnique LaSalle, Beauvais (France), pp 1–10Google Scholar
  20. LNHCC (2014) Laboratoire National de l’Habitat et de la Construction centre, unité de Tizi-Ouzou. Rapport géotechnique (étude du sol), dossier: 41/ES/2014Google Scholar
  21. Lupien C (2006) Projet pilote de valorisation du verre récupéré, dans la construction de chaussées. Rapport présenté à Recyc-Québec, p 24Google Scholar
  22. NF EN 1097-1 (2011) Norme française, Essais pour déterminer les caractéristiques mécaniques et physiques des granulats—Partie 1: détermination de la résistance à l’usure (micro-DEVAL)Google Scholar
  23. NF EN 1097-2 (2010) Norme française, Essais pour déterminer les caractéristiques mécaniques et physiques des granulats—Partie 2: méthodes pour la détermination de la résistance à la fragmentation (Los Angeles)Google Scholar
  24. NF EN 13-285 (2010) Norme française, Graves non traitées, SpécificationsGoogle Scholar
  25. NF P 11-300 (1992) Norme française, Exécution des terrassements, Classification des matériaux utilisables dans la construction des remblais et des couches de forme d´infrastructures routièresGoogle Scholar
  26. NF P 94-066 (1992) Norme française, Sols, reconnaissance et essais. Coefficient de fragmentabilité des matériaux rocheuxGoogle Scholar
  27. NF P 94-067 (1992) Norme française, Sols, reconnaissance et essais. Coefficient de dégradabilité des matériaux rocheuxGoogle Scholar
  28. NF P 94-071 (1994) Norme française, Sols, reconnaissance et essais. Essai de cisaillement rectiligne à la boite. Cisaillement directGoogle Scholar
  29. NF P 94-077 (1997) Norme française, Sols: reconnaissance et essais—Essai de compression uniaxialeGoogle Scholar
  30. NF P 94-078 (1997) Norme française, Sols, reconnaissance et essais. Indice CBR après immersion—Indice CBR immédiat—Indice portant immédiat. Mesure sur échantillon compacté dans le moule CBRGoogle Scholar
  31. NF P 18-545 (2011) Norme française, Granulats, Éléments de définition, conformité et codificationGoogle Scholar
  32. NF P 94-093 (2014) Norme française, Sols, reconnaissance et essais. Détermination des références de compactage d’un matériau. Essai Proctor normal—Essai Proctor modifiéGoogle Scholar
  33. Park SB, Lee BC, Kim JH (2004) Studies on mechanical properties of concrete containing waste glass aggregate. Cem Concr Res 34(12):2181–2189CrossRefGoogle Scholar
  34. Public work (2005) Technical Manual for the Use of Recycled Materials Generated by Other Industries in Construction Projects. Public Works Research Institute p 330Google Scholar
  35. Raad L (1992) Potential utilization of recycled waste glass in Alaska Pavements Transportation Research Center Institute of Northering, Final report, School of Engineering, University of Alaska-FairbanksGoogle Scholar
  36. Ramamurthy T, Arora VK (1994) Strength prediction for jointed rocks in confined and unconfined states. Int J Rock Mech Min Sci Geomech Abstr 31(1):9–22CrossRefGoogle Scholar
  37. Raymond D (1976) Évolution sédimentaire et tectonique du Nord-Ouest de la Grande Kabylie (Algérie), au cours du cycle alpin. Thèse de doctorat d’Etat, Département des sciences naturelles, Université Pierre et Marie Curie, FrancGoogle Scholar
  38. Reindle J (2003) Reuse/recycling of glass cullet for non-container uses, USA, p 136Google Scholar
  39. Robitaille V, Tremblay D (1997) Mécanique des sols, théorie et pratique. Modulo éditeur, QuébecGoogle Scholar
  40. Rogel L et Engelke P (1997) Glass as a Road Base Substitute, Garcla and Wright Consultant, Public Works, pp 41–46Google Scholar
  41. SETRA-LCPC (2000) Service d’Etudes Techniques des Routes et Autoroutes-Laboratoire Central des Ponts et chaussées. Guide technique, Réalisation des remblais et des couches de forme. Fascicule I, Principes généraux. 2eme éditionGoogle Scholar
  42. Shayan A, XU A (2004) Value-added utilisation of waste glass in concrete. Cem Concr Res 34(1):81–89CrossRefGoogle Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2016

Authors and Affiliations

  • Omar Boudlal
    • 1
  • Mohammed Djemai
    • 1
  • Ali Hamza
    • 1
  • Mohammed Khattaoui
    • 1
  1. 1.Laboratoire de recherche en Géomatériaux, Environnement et Aménagement (L.G.E.A), Département de Génie Civil, Faculté du génie de la constructionUniversité Mouloud Mammeri de Tizi-Ouzou (UMMTO)Tizi-OuzouAlgérie

Personalised recommendations