Moteurs

Pour faire avancer les pierres sur les chaussées, il y avait 4 moteurs disponibles le carburant restant l’homme dans tous les cas :

  1. Directement l’homme posé au sol, poussant ou tirant
  2. La pesanteur, la pierre descend une rampe sur son roulement, il a fallu auparavant l’élever d’une certaine hauteur.
  3. Le pendule pousseur
  4. Le cabestan différentiel.

1- L’homme posé sur le sol poussant et tirant a été amplement voire exclusivement utilisé par tous les auteurs, mais c’est la pire des solutions car donnant la plus faible force de traction rapportée à l’effectif au travail.

En effet, tous les hommes tenant debout portent depuis toujours, toute la journée leur poids avec leurs jambes, qui sont habituées à développer à la verticale et de façon économique en énergie une force égale à leur poids, alors qu’en les faisant tirer sur une corde ou pousser, ils ne peuvent développer à l’horizontale qu’une force limitée par l’adhérence de leur pieds sur le sol, qui est de l’ordre de 5 fois inférieure à leur poids.

Toute l’astuce des anciens égyptiens a été d’utiliser la poussée verticale des jambes des ouvriers, pour toutes les tâches à accomplir utilisant 100% de la force musculaire de l’homme au lieu de 20% divisant à priori par 5 l’effectif au travail pour un force donnée.

2- La solution utilisant la gravité comme force motrice est évidente quand on utilise des rouleaux pour supporter la charge, mais nécessite d’élever préalablement la pierre et ils avaient pour ça pléthore de solutions.

3 & 4- Ces deux solutions utilisent la force verticale appliquée par le poids d’un opérateur, directement dans le cas de cabestan différentiel, indirectement en passant par l’intermédiaire d’une masse en oscillation dans le cas du pendule

Seront décrits ici  le pendule et le cabestan dans la tâche de faire gravir aux pierres la chaussée avec pente à 8 % reliant le temple du bas au temple du haut.


ParementNilGizeh

Le pendule est une solution totalement originale, les opérateurs font « de la balançoire » sur un pendule fait d’une masse généralement très lourde, pour lui communiquer leur énergie en faisant jouer leurs jambes. Le pendule engendre dans son mouvement une force alternative dont l’amplitude ne dépend que de son poids et de l’angle maximal de son oscillation, pour que ça marche il suffit de bloquer le mouvement de retour, il n’est besoin de nulle corde pour tirer la charge, parfois sa mise en oeuvre est étonnamment simpliste.

Le poids de la masse produit la force, l’homme produit la puissance, on peut avoir une force très grande par un poids très lourd, avec une puissance très faible, celle d’un homme.

Le pendule ne nécessite aucune infrastructure préalable en plus de la piste de progression des pierres.


Cabestan1

Le cabestan différentiel est une évolution du cabestan « classique » il fonctionne avec une corde, le tambour du cabestan a son axe horizontal, il reçoit de part et d’autre deux roues polygonales, qui parcourent la même  rampe que celle qui supporte la charge à transporter, mais on aura mis dans cette rampe des trous régulièrement espacés recevant des butées pour faire une crémaillère permettant à la roue du cabestan d’exercer son effort de traction

La corde qui tire la charge fait la longueur de la rampe elle est enroulée préalablement sur le tambour du cabestan.

Le diamètre du tambour est une fraction du diamètre de la roue, par exemple 9/10.

Des hommes par leur poids font tourner la roue sur le même principe que la cage d’écureuil, dans le même temps le tambour déroule la corde.

Quand la roue a avancé de 100 m, la charge n’a avancé que de 10 m, il y a donc  une multiplication par 10 de la force exercée par les opérateurs. Il faudra s’y reprendre à 10 fois pour que la pierre ait progressé de 100 m.

Les opérateurs exercent la force de leur poids en se laissant tomber sur la roue depuis une plate forme mobile qui monte en même temps que le cabestan ou fixe qui fait la longueur du parcours, ce poids exerce une force qui fait tourner le cabestan.

A travers ce cabestan, un opérateur devient un « hercule » capable de développer une force de 6 KN . A lui tout seul, il peut faire gravir (lentement) sur la chaussée entre les deux temples, une pierre de 7 t posée sur rouleaux .

Le cabestan nécessite une infrastructure préalable (légère) des butées crémaillères le long de la rampe de progression de la charge et la plate forme de départ des opérateurs qui chargent la roue.

Pendule pousseur:

Le moteur pendulaire exerce une force horizontale qui n’est fonction que de son poids et de l’amplitude de son mouvement, il suffit de le faire assez lourd pour propulser n’importe quelle charge, même un mégalithe de 65 t dans une rampe à 8%.

Il est d’une souplesse de configuration étonnante et s’adapte à toutes les circonstances avec une grande simplicité.

Il a permis ainsi à des équipes incroyablement réduites de déplacer en routine un tonnage de pierres important de la plaine du Nil au plateau du chantier.

Il a rendu facile le ripage des blocs sur l’assise pour ajuster leur position.

Pousser est l’application la plus répandue de moteur pendulaire, on utilise la force horizontale alternative engendrée par le mouvement pendulaire d’une masse qui peut être aussi importante que nécessaire.

Je vais décrire ici, les applications suivantes:

  • Faire monter les blocs de la plaine du Nil à la base de la pyramide.
  • Pousseur millimétrique sur les assises

Acheminement des blocs du parement:

Ces blocs arrivent de la carrière de Turah par voie fluviale, ils sont emmaillotés dans des barges spéciales individuelle qui les font voyager noyés.

Barge-Parement

En fin de leur parcours, ils arrivent au point de débarquement par une dernière écluse suivie d’un canal d’acheminement qui donne sur un sas de débarquement.

Les blocs entrent deux par deux dans le sas qui est isolé en fermant sa porte, le sas est vidé de son eau, les barges atterrissent doucement laissant les pierres reposer sur leurs patins à rouleaux préalablement posés dans le sas. Puis on démonte le flotteur pour libérer les pierres.

Le fond du bassin altitude 7 m donne sur la partie basse de la chaussée longue de 800 m reliant le temple du bas à la base de la pyramide.

Cette chaussée présente deux pentes, une assez faible au départ du débarcadère 300 m de long de 7 à 20 m d’altitude, 13 m de dénivelé pente 4%, l’autre partie 500 m de long de 20 à 60 m d’altitude, dénivelé 40 m pente 8% qui est l’obstacle principal à franchir pour les blocs.

Cette chaussée n’est pas aussi bien conservée que celle de Khéphren mais son existence est incontestable, G.Goyon a fait une étude approfondie de ces vestiges, arrivant à la conclusion que la chaussée était recouverte de calcaire de Turah très fin donc avec un bon état de surface.

Les pierres du parement devaient reposer sur 4 patins autonomes, ce qui met 8 rouleaux en charge, pour les pierres les plus lourdes allant jusqu’à 8 t, cela met 1 t de charge par rouleau dans ce cas extrême.

La chaussée est équipée de rainures de roulement en cuivre, sur les quelles les plots de rouleaux circulent.

PatinsPlotsx4-nfrw

Le bloc posé sur les patins, sera mu par un pendule

Le pendule moteur sera suspendu à un châssis posé sur deux blocs, de telle façon que 4 opérateurs puissent se balancer en se plaçant sur le pendule.

ParementNilGizeh

Une fois les blocs posés sur leurs patins, il suffisait de poser le châssis du pendule sur les blocs, un devant, un derrière.

Puis de charger la masse du pendule faite de lingots de cuivre, ceci fait les opérateurs grimpent sur le pendule et se mettent à « faire de la balançoire ».

Il faut placer un coin anti  retour sur les rouleaux pour que la force engendrée par le pendule, qui est symétrique, le dirige dans le sens souhaité.

Il y a 100 000 M3 de blocs de parement à placer en 5 000 jours, soit 20 M3 par jour ou encore 50 tonnes à monter, la hauteur d’élévation totale est de 53 m, l’énergie consommée est de 7 KWH en 12 H soit une puissance nécessaire de 600 W en moyenne sur la journée soit un effectif total de 8 opérateurs en deux équipes de 4.

Il faudra donc une équipe de 4 opérateurs on choisira les plus performants pour cette tâche capable de délivrer 200 W (comme le cycliste moyen du peloton dans une étape du tour de France) pour développer une puissance de 800 W en moyenne sur un transport.

Montée des plus gros blocs de parement :parementBase

Les blocs les plus gros, ceux de la base, 1.5 × 2 × 1.8 m  pèsent 10 t pièce, on peut choisir d’en monter deux à la fois soit 20 t.

Dans le premier tronçon, pente 7.5% longueur 430 m la force résistante de 15 KN , à laquelle s’ajoute la résistance à l’avancement des rouleaux 4 KN, soit 19 KN en tout

Cependant pour produire la force nécessaire, il faut mettre une masse de 3 t sur le pendule, masse qui devra monter elle aussi, la résistance totale à l’avancement sera donc de 19 × 23 / 20 = 22 KN

La vitesse de progression dans la pente sera de 0.8 / 22 = 0.036 m/s  ou 130 m à l’heure, donc une monté des deux blocs en 430 / 130 = 3.3 heures.

Pour le deuxième tronçon en pente de 5.6% de longueur 340 m qui conduit au pied de la pyramide, le même calcul donne 2 h.

Soit au total 5.3 heures par trajet, après quoi on envoi les opérateurs récupérer, ce sera tout pour eux pour la journée.

Bloc moyen:

Le poids d’un bloc moyen du parement pèse 3 t environ, on aurait pu en placer quatre sous le châssis du pendule, soit une charge de 12 t, il faut ajouter deux tonnes pour le pendule, la charge à monter sera de 14 t, le même calcul donnera un temps de montée de 5.3 × 14 / 22 = 3.4 H

Donc 3 montées de 4 blocs moyens soit 12 blocs par jour étaient possibles avec ce pousseur, pour tenir la cadence de 20 blocs moyens par jour il fallait deux pousseurs.

Cette méthode s’applique aussi bien pour les énormes blocs en granite pesant 65 t qui forment le toit de la chambre haute.

Pousseur d’assise:

Les blocs de parement sont non seulement usinés très soigneusement et avec une grande précision, mais ils sont positionnés par rapport au bloc inférieur avec une précision millimétrique et positionné sur le bloc adjacent avec une couche de mortier très mince.

Ce geste a du se répéter sans faillir environ 100 000 fois pour construire le parement, cette action nécessite la mise en ouvre d’une force importante pour dépasser la résistance au glissement sur l’assise des blocs pouvant peser jusqu’à dix tonnes reposant sur leur mortier de scellement. Le coefficient de frottement du bloc sur son mortier est de l’ordre de 0.33 donc la force à appliquer en moyenne était de 10 KN mais pouvait aller jusqu’à 33 KN pour les blocs de la base.

En dépit de cet effort important il fallait obtenir un déplacement très précis avec une tolérance de l’ordre du millimètre, par contre le mouvement total obtenu en poussant étant infime, si la force doit être grande, la puissance demandée est minime.

Le pousseur pouvait être un châssis équipé d’un pendule à « une place », mais dont la masse pouvait atteindre 4 t.

Le déplacement du châssis pouvait être déterminé à l’avance et limité par une butée solidement fixée sur l’assise, donnant un positionnement du bloc précis, bon du premier coup.

pousseur-assise

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