Apport d’énergie dans les ascenseurs

Ici s’applique le principe général du chantier: La force vient de la nature par la gravité ou la poussée d’Archimède, l’énergie vient des hommes, ceux-ci échangent leur énergie musculaire contre l’énergie potentielle de la pesanteur en grimpant sur une hauteur, ils peuvent ainsi exercer une force égale à leur poids.

Il faut apporter de l’énergie au flotteur, pour le maintenir en mouvement, au fur et à mesure qu’il en perd par les frottements dus à son mouvement permanent et en élevant des pierres.

Le principe de compensation est très simple à comprendre, pour une tonne montée par le flotteur, il faut qu’une tonne descende, en un ou plusieurs cycles d’oscillations.

Pour faire descendre du poids il suffit de charger le plateau pendant sa descente avec des opérateurs qui auparavant avaient fait avec leurs bras et leurs jambes sur des échelles l’ascension de la cage du niveau de chargement des bloc au niveau des cliquets anti retour.

Les frottement de l’eau sur le flotteurs sont faibles en valeur relative, ce qui se traduit par un facteur de qualité des oscillations très élevé, les pertes par frottement de l’eau sont variables en fonction de la course du flotteur car proportionnelles au carré de la vitesse, la quelle est fonction directe de la course.

A la fin les pertes varient avec la puissance trois de la course du flotteur!

L’effort de résistance dû aux frottements est de l’ordre de 80 KG  flotteur réglé pour une course de +/- 2 m, soit 5% de l’énergie utile.

L’énergie musculaire humaine dépensée pendant la montée dans la cage se transforme en énergie potentielle. Les opérateurs se posent sur le plateau au sommet de son mouvement à vitesse zéro et quittent le plateau à son point bas à vitesse zéro, 100 % de leur énergie potentielle aura été absorbée par le système.

Les cliquets anti retour étant à

Une fois le plateau posé sur ses cliquets, la course du flotteur était à 4 m de course, correspondant à une amplitude d’oscillation de flotteur de +/- 2 m,.

A la prise en charge d’un bloc par le flotteur, disons d’un poids de 10 t pour l’exemple, l’amplitude de l’oscillation en était réduite pour respecter la conservation de la quantité de mouvement, ainsi avec un flotteur pesant 140 t, la hauteur atteinte aurait été de 4 x 140 / (140 + 10) = 3.73 m, insuffisante pour que le plateau repose sur les cliquets anti retour, il manquait une quantité de mouvement de 150 x (4 – 3.73) = 40.5 t x m, si  l’on avait voulu récupérer ce déficit en une seule descente de 3.73 m, il aurait fallu charger le plateau de 40.5 / 3.73 = 11 t (un peu plus à cause des pertes) pour redonner au flotteur l’énergie potentielle qui le fera monter à 4 m au cycle suivant permettant au plateau de reposer sur les cliquets anti retour. En fonction de sa surface, le plateau pouvait charger un certain nombre d’opérateurs à chaque descente, disons 5 opérateurs / M². Si dans cet exemple le plateau avait disposé de 1.1 t d’opérateurs, il aurait fallu 10 cycles pour récupérer l’énergie potentielle donnant au flotteur une course de +/- 2 m en charge pour que le plateau prenne place sur ses cliquets à la fin de l’ascension.

Si la quantité de mouvement générée par le poids cumulé des opérateurs qui descendent est égal à la quantité de mouvement de la pierre qui monte plus un supplément pour compenser les pertes par frottement, l’énergie perdue par le système à la montée est INTÉGRALEMENT récupérée par la descente des opérateurs dans le même cycle.

Sinon il faudra faire autant de cycles que nécessaire pour atteindre cette condition.

Ainsi au point bas du mouvement du plateau les opérateurs quittant celui-ci descendaient dans la cage qui devait être équipée pour les accueillir pour ensuite remonter dans la cage au point haut qui est le niveau des cliquets anti retour.

Par exemple quand le flotteur de l’étage de la chambre basse a dû monter de 28.4 m le point de chargement, à 48 m soit 20.4 m d’élévation, la poutre la plus grosse et la plus haute de de la chambre haute qui pèse 20 t, pour ce faire il lui aurait fallu 20.4 / 4 = 5 élévations de 4 met une dernière de 0.4 m.

Quand le flotteur qui pèse 91 t et qui avait alors une amplitude de mouvement de +/- 2 m prend en charge le bloc de 20 t, son amplitude totale va diminuer pour respecter le principe de la conservation de la quantité de mouvement, l’amplitude nouvelle va devenir 4 x 91 / (91 + 20) = 3.28 m, le plateau va « rater » les cliquets anti retour de 4 – 3.28 = 0.72 m, Ce nouvel ensemble mobile pesant 91 + 20 = 111 t une amplitude de mouvement de +/- 1.64 m, pour lui donner son amplitude de +/- 2 m il va falloir lui donner une quantité de mouvement de (2-1.64) x 111 = 40 T x M, avec une amplitude totale qui va passer progressivement de 3.28 à 4 m donc 3.64 m en moyenne, soit une masse moyenne sur le plateau de 40 / 3.64 = 11 t entrant au point haut sur le plateau et le quittant au point bas. Ce dernier présentant une surface de 3 M² ne pouvait abriter que 15 opérateurs soit une masse d’environ 1.5t seulement. Il aurait fallu 11 / 1.5 = 8 cycles pour restaurer l’amplitude à +/- 2 m, plus un cycle pour compenser les pertes par frottement.

La période du cycle étant de 11 s, il aura fallu 88 s pour pouvoir accrocher le plateau sur ses cliquets.

L’énergie dissipée pour en arrivé là aurait été de 20 x 9.81 x 4/.95 = 825 KJ, la puissance moyenne consommée 825 / 88 = 9.4 KW, pour tenir le rythme une équipe de 47 opérateurs se relayant sur le plateau eut été nécessaire. On notera toutefois qu’une élévation de111 t sur 2 m en 1/4 de cycle représente la mise en œuvre d’une puissance instantanée de 1.5 MW, chiffre étonnant pour une machine seulement alimentée par des humains!

Pour faire arriver à 48 m le bloc de 20 t, 5 coups en introduisant 4 réhausses auraient été nécessaires donc une durée de 88 x 5 = 440 s pas loin de 7 mn.

L’indicateur de « santé » du flotteur est l’amplitude des oscillations, cette amplitude doit rester entre deux limites strictes, pour être capable de charger et d’évacuer les pierres à la volée.

Si l’énergie perdue est surcompensée, les oscillations dépassent l’amplitude correcte et vice versa.

Pour être sûr de rester toujours dans les limites correctes, il faut faire une régulation NUMÉRIQUE des mouvements.

TOUS les poids qui montent et qui descendent doivent être connus avec précision, les opérateurs ont un poids normalisé, le matin en arrivant sur le site, ils reçoivent en dotation un gilet lesté de cuivre et leur poids est ajusté finement sur une balance, ils portent l’indication de leur poids bien visible sur eux, le cuivre étant quasiment aussi précieux que l’or, le soir, ils doivent rendre tout le cuivre qu’il ont reçu le matin. Le « wall of the crow » mur gigantesque de 200 m de long 10 m de haut et d’épaisseur qui jouxte la ville des travailleurs est sans doute le vestige da la clôture qui protégeait alors le chantier.

Avant de prendre l’ascenseur, les blocs dont on a pu observer que les dimensions sont irrégulières reçoivent une tare sous forme de sacs de sable, de lingots de cuivre ou d’opérateurs lestés pour peser le poids standard du jour, il y a donc une balance sur le trajet des blocs avant qu’ils se présentent sur le seuil de chargement.

La tare est gratuite en énergie, car à part le sable nécessaire pour boucher les trous elle ne reste pas sur l’assise, elle redescend tôt ou tard.

Ainsi dans la journée les variations de poids d’une montée à l’autre étaient très faibles et facile à corriger.

Quand ce premier étage fonctionne au rythme moyen de construction de la pyramide, c’est à dire 480 M3 , soit 1 200 t par jour, à élever de 25.5 m, il consomme pratiquement 83 KWH pour élever les blocs plus 4 KWH pour l’entretien des oscillations 87 KWH en tout, soit un effectif moyen de 87 opérateurs pour faire fonctionner le premier étage dans l’acceptation qu’un opérateur soit capable de produire une énergie de 1 KWH par jour.

En résumé pour que ce système fonctionne correctement il fallait que le plateau circule dans une cage capable de faire remonter les opérateurs du niveau de chargement des blocs au niveau des cliquets anti retour à la verticale avec des échelles.

Les échelles ayant un débit de l’ordre de 35 opérateurs toutes les 12 secondes pour le premier étage.

Une cage unique contenant les 3 plateaux démarrant à la hauteur 3.4 m pour monter avec l’assise jusqu’à la hauteur 85 m, pendant toute la durée de fonctionnement des flotteurs sera toujours à ciel ouvert donnant de la lumière aux opérateurs.

Dans ces ascenseurs tout est pesé, tout est précis, tout est sous contrôle, tout ça ne fonctionne que grâce à la précision d’exécution.

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