Flotteur submersible deuxième génération

Le flotteur submersible inventé par les constructeurs de la pyramide de Saqqarah, a démontré son efficacité, mais présente certaines limitations.

En particulier, la nécessité de disposer un lest sous le flotteur pour assurer la stabilité de l’équipage mobile. Cette disposition héritée de l’architecture navale fonctionne parfaitement mais alourdit considérablement l’équipage mobile, qui pèse autour de trente fois la charge élevée, ce qui rend le déplacement du flotteur très lent avec un cycle d’environ 2 mn entre deux montées.

Cette limitation a été dépassée dans la première pyramide en plaçant 11 flotteurs en parallèle dans 11 puits toujours visibles.

Par contre dès la pyramide suivant, celle de Meidum, on assiste à un changement d’architecture, car la pyramide recèle seulement trois puits décelables mais déguisés, alimentés par le même circuit d’eau comprenant une descenderie « classique » à 26°, un couloir horizontal, une chambre et deux antichambres, schéma que l’on retrouvera dans les deux pyramides suivantes, la rouge et la rhomboïdale, cette dernière étant plus complexe que les deux précédentes.

Dans la pyramide de Meidum, ces puits ont bien entendu été en partie bouchés et masqués en chambres ou anti chambre.

Un puits a été déguisé en chambre mortuaire qui fait 15 M² de section.

Deux autres puits se présentent comme deux petites antichambres en forme parallélépipédique 5.5 M² de section, mais ils ont été démasqués par G.Dormion et JY.Verd’hurt, qui ont trouvé la voûte en encorbellement qui les coiffe.

Dans le même concept, le seul moyen pour augmenter la performance est d’alléger le flotteur au maximum, c’est à dire renoncer au lest stabilisateur et faire guider l’équipage mobile par les parois du puits et de la cage qui le prolonge.

Ce guidage occasionne un frottement, mais c’est un frottement sous charge réduite donc peu consommateur d’énergie, il obligera cependant à une construction du puits et de la cage en maçonnerie fine, très soignée en matière de régularité des dimensions, du parallélisme et de l’état de surface, qualité dont les constructeurs des pyramides ont fait abondamment preuve.

Ainsi, pour reprendre les proportions des 11 flotteurs de Saqqarah section 3.5 M², profondeur du puits 33 m, si un flotteur deuxième génération y avait été placé, bien guidé par les parois avec un tirant d’eau de 13 m il aurait pu porter une charge de 3 x 13 = 39 t dont lui même pour 9 t, soit une charge « utile » de 30 t au lieu de 1 t, pour 20 m d’élévation.

Mais alors se serait posé la question, comment charger un plateau de 3 M² avec 30 t pour le faire couler ?

Mais se présentait aussi la possibilité d’augmenter la porté à 28 m au lieu de 20 m avec 5 m de tirant d’eau pour le flotteur ce qui autorisait un poids total en charge de 15 t dont 8 t de charge utile.

On comprend sur cet exemple que le flotteur de deuxième génération ouvre un éventail de choix considérable pour les constructeurs entre la charge utile et la porté, tout en conservant des flotteurs de sections très raisonnables.

Du fait de l’allègement, le cycle de base = le temps de descente/montée du flotteur peut être divisé par 2  passant de 36 à 18 s et le rendement augmenter.

À la fin:

Pour illustrer prenons l’exemple du flotteur de deuxième génération à Meidum:

  • La section du puits de la chambre fait 15 M²
  •  La section des puits des antichambres fait 2.1 x 2.65 m, soit 5.5 M²

Cette différence entre la section de la « chambre » et des « antichambres » n’est pas normale, car ces 3 puits sont 3 étages du monte charge, ils devraient donc avoir des sections très proches sinon identiques.

Mais les constructeurs ne pouvaient décemment pas laisser une chambre « funéraire » de 5 M²!

En fait la section du puits importe peu surtout sur une faible hauteur comme celle de « la chambre funéraire » de Meidum qui ne fait que 6 m, ce qui compte c’est la section du flotteur et donc de la cage de guidage dans laquelle il se déplace.

Si la hauteur de la « chambre » est grande au point de mettre en péril de guidage du flotteur (anti chambres de la pyramide rouge, chambres de la rhomboïdale), alors les constructeurs avaient tout le loisir pendant la construction de maçonner en provisoire une mini cage de guidage noyée à l’intérieur de la chambre ou d’y placer une menuiserie de guidage.

Cage qui serait totalement démontée, pyramide terminée pour faire place nette ou partiellement démontée seulement comme dans la chambre haute de la pyramide rhomboïdale, par contre la présence de menuiserie a laissé de nombreuse traces dans beaucoup de chambres, parfois très présentes comme dans la chambre haute de la pyramide rhomboïdale.

ChambreHaute

Ainsi pyramide terminée, pour masquer les puits et cages afin de ne laisser voir que des chambres et anti chambres « funéraires », les constructeur n’avaient a reboucher que des cages de section de l’ordre de 4 à 5 M² pour fermer le plafond des chambres.

Une grande chambre de 28 M² comme les antichambres de la pyramide rouge aurait pu contenir plusieurs flotteurs et plusieurs cages.

Cylindres

Comme pour la première génération le flotteur était constitué en 4 parties, un plateau porte charges soulevé par une longue tige faite d’un treillis aussi fin que possible, pour limiter son poids, d’un corps de flotteur étanche au dessus d’une cloche d’air qui permet de compenser le volume de flottaison supplémentaire provoqué par l’enfoncement de la tige dans l’eau, par une baisse du volume de la cloche d’air provoquée par une augmentation de pression quand le flotteur s’enfonce.

Par ce procédé, le volume de flottaison, est constant tout au long de la course du flotteur ainsi que la poussée »d’Archimède », et par conséquence le poids de l’équipage mobile, flotteur plus lest, plus charge utile reste constant tout au long de la construction de la pyramide, seule la répartition entre lest, pierre et opérateurs varie.

Le lest situé sur le plateau pour sa part ajustable « au jour le jour » ou sur le flotteur pour sa part ajustable seulement dans des cas d’exception comme les grosses pierres du complexe mortuaire.

Bien entendu, l’ajustement du niveau d’élévation à l’intérieur de la portée maximale du puits, se fait, au fur et à mesure de l’élévation des assises en ajoutant de l’eau dans le puits.

Technologie du flotteur:

Que le flotteur soit en bois est une évidence, cependant on peut se poser la question de l’étanchéité sur des années à l’eau de la partie qui assure la flottaison et pire encore à l’air de la cloche, quand on constate que la barque solaire découverte au pied de la pyramide de Khéops a sa coque formée de planches de bois assemblées avec des cordes!

On ne peut ici qu’imaginer car aucun vestige archéologique n’est présent.

L’Egypte de l’époque n’était pas très riche en espèces de bois, mais ses habitants savaient commercer avec les pays de la méditerranée et ceux au delà de la frontière sud, le pays de Pount.

Ils auraient pu former la flottabilité tout simplement en utilisant du bois de faible densité comme le peuplier ou mieux encore le balsa, sans avoir à construire un volume creux étanche et pour la partie volume d’air utiliser des réservoirs naturellement étanches à l’air comme les vessies de porc ou autres animaux, qu’ils auraient gonflé et placé dans la structure du flotteur, le treillis de la tige aurait pu être un assemblage de baguettes de bois dur ou qui sait de bambou?

Pour des raisons de manutention ces flotteurs étaient probablement en plusieurs tronçons assemblées sur place.

Ils n’avaient à résister qu’à une force verticale de compression, étant guidés par des cages et les parois des puits ils ne couraient aucun risque de flambage.

Performance:

Pour comparer les puits on peut se servir d’un indice de performance qui est  le poids maximum d’opérateurs que le plateau peut « normalement » accueillir, transformé en M3 de roche, divisé par le cycle de base, rapporté au volume de la pyramide, ce qui donne le temps minimum théorique à plein régime pour remplir la pyramide.

Ici le plateau fait 5 M², soit 2.5 t d’opérateurs ou 1 M3 de bloc, temps de cycle 40 s soit un débit de 90 M3 / Heure, pour une pyramide de 0.636 MM3 (Meidum), cela représente un temps de remplissage « théorique » de 1 800 H ou 2 ans.

Sa charge utile maximum avec 20 m de portée pour un puits de 23 m de profondeur eut été de l’ordre de 9 t.

Clairement un tel flotteur n’est pas le goulot d’étranglement du planning de la pyramide.

Pour ce flotteur dans les pyramides de Meidum à la rhomboïdale on retiendra la règle simplifiée suivante pour évaluer rapidement son dimensionnement

  • Le cycle montée – descente fait 40 s
  • La longueur du flotteur est la profondeur du puits
  • La portée du flotteur est 85 % de la profondeur du puits
  • La hauteur maximale atteinte est la cote du haut du puits + la portée du flotteur
  • La charge « normale » en tonnes est la surface du puits en M² divisée par deux.
  • La charge « utile » maximum du flotteur étant 3/40 fois le volume du puits en M3.

Traitement des charges lourdes:

Avec 2.5 t de capacité « normale » les puits de Meidum, pouvaient passer 99.9% des millions de blocs de construction. Mais la charge utile maximum était de 2.5 t si le plateau était chargé par des opérateurs lestés pour le faire descendre.

Il se trouvent dans ces pyramides des blocs très lourds, par exemple 10 t, notamment dans le complexe mortuaire.

Comment faire monter un bloc de 10 t, quand la capacité normale du flotteur est de 2.5 t, limitée par la densité d’opérateurs sur le plateau?

Il faut garder présent à l’esprit que le flotteur est taré pour peser toujours le même poids Quelle que soit la charge à soulever dans la limite de sa capacité à flotter.

Ainsi tout au long de la journée, il pèse toujours 10 t de lest plus son poids propre.

Quand la charge utile est de 1 t, le flotteur monte un bloc de 1 t et 9 tonnes de lest, sous la forme de 7.5 t de lingots et 1.5 t d’opérateurs restant sur le plateau.

Dans cet exemple seulement 1 t d’opérateurs fait le voyage à pied de la base de la pyramide à la hauteur de l’assise en cours, les autres 1.5 t restent sur le plateau en monté comme en descente.

Si la charge avait fait 10 t à monter, il aurait fallu simplement laisser au sol sur la base les 7.5 t de lest. Tous les opérateurs dont le poids fait 2.5 t remonteront à pied sur l’assise.

Ainsi la pierre de 10 t est soulevée par le flotteur et peut être déchargée sur l’assise.

Mais pour faire descendre à nouveau le flotteur, il fallait trouver 7.5 t de lest au niveau de l’assise

Il a donc fallu prendre la précaution préalable de stocker 7.5 t de lingots au niveau de l’assise.

Ce qui fait que pour la monté d’un bloc de 10 t, il a fallu préalablement faire monter 3 x 2.5 t de lest en 3 voyages.

En fin de compte 4 trajets sont nécessaires pour faire monter sur l’assise un bloc de 10 t.

Application dans la grande pyramide:

 

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