Derniers étages de la Grande pyramide

A partir de la cote + 85 m, il restait à bâtir 524 000 t de pyramide soit autant de volume que la première pyramide à degrés de Saqqarah ou celle de Mykérinos. L’assise 201 nous donne un bloc moyen de 1.6 t, si l’on admet qu’au niveau 85 m le poids moyen était encore 2.5 t, en faisant une moyenne on pourrait prendre pour cette dernière partie un bloc moyen de 2 t, ce qui donnerait approximativement 260 000 blocs à poser dans un délai peut être de l’ordre de 500 jours soit un rythme de 500 blocs par jour.

Pour cette partie de la pyramide, les constructeurs n’avait pas la possibilité de continuer à utiliser les 3 premiers étages d’ascenseurs, car il aurait fallu les prolonger par des étages avec des ascenseurs deuxième génération, dont le rythme de travail ne s’accordait pas du tout avec celui des flotteurs oscillants.

Il fallait donc changer radicalement de méthode et il n’y avait alors plus d’autres moyens disponibles que d’élever les pierres le long des faces de la pyramide en les tirant avec des cordes.

L’examen des pyramides ayant précédé celle de Khéops, permet de penser que si le début de leur érection a été fait avec des élévateurs à flotteurs, elles ont été terminée à partir d’une assise déjà très élevée en élevant les blocs en se servant des faces de la pyramide comme rampe, ces blocs posés sur un support adéquat étant tirés par des cordes.

Les blocs à monter n’étaient plus alors que du remplissage et du parement, à partir du niveau 80 m, les hauteurs d’assises se distribuent entre 0.5 et 0.9 m, les blocs étant sans doute obtenus dans les même couches géologiques, on peut anticiper que leurs dimensions pourraient être du même ordre de grandeur que celles constatées sur l’assise 201, ce qui permet de penser que leur poids maximum des bloc devait plafonner à 7 t, qu’une corde de 44 mm de diamètre pouvait tirer sur la face.

Les moyens pour exercer la force nécessaire auraient pu être de deux natures:

1- Faire descendre sur la même corde en face opposée autant d’opérateurs que nécessaire, par exemple 70 opérateurs occupant une longueur de corde de 70 m pour élever un bloc de 7 t.

2- Disposer sur l’assise d’un treuil capable de développer la même force.

Je vais développer ces moyens au chapitre « remplissage de l’assise 201 ».

 

Maintenance du niveau d’eau dans les chambres

Pendant le temps de construction de la pyramide, la surveillance et le maintient de façon précise des niveaux d’eau dans les chambres était une fonction importante pour la bonne marche des ascenseurs élévateurs à flotteurs, si le niveau était trop bas, les pierres n’arrivaient pas  sur l’assise et trop haut, le résultat n’était pas bon non plus. Les constructeurs avaient mis en place un dispositif de surveillance du niveau d’eau associé à un moyen d’ajuster ce niveau. La mini grotte placée au milieu du puits de service témoigne encore de la méthode utilisée.

PuitsSce-grotte
Crédit Maragliolio & Rinaldi

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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 l’assise vers le point déchargement des blocs. Lire la suite

Troisième étage: Chambre Haute

La clé de compréhension de cet étage (et des deux autres) est la Chambre des herses qui est une section du puits du troisième étage maquillé par les constructeurs quand la pyramide fut terminée.

Ce volume pouvait contenir un flotteur de 1 x 1.5 m de section maximum. Quand on le projette en hauteur, ce puits coupe deux poutres du toit sur leur extrémité, mais elles auraient pu être écourtées d’un fraction de mètre à cet endroit (personne n’est allé vérifier) sans dommage pour la construction.

La chambre des herses qui en est une section nous indique que les parois du puits étaient revêtus d’un parement en granite qui parait adaptée à guider le coulissement du flotteur dans le puits, ce revêtement a par la suite été taillé pour y faire les coulisses des herses.

Donc ce puits reçoit l’eau du troisième étage contenu dans la chambre haute,  comme pour le deuxième étage on constate des conduits en biais issus de la chambre qui vont ici jusqu’à 80 m ce qui nous indique la hauteur maximum atteinte par cet élévateur.

On vérifie que si l’on prolonge vers le bas le volume de ce puits on percute les poutres de couverture de la chambre basse 14 m plus bas au niveau 29 m, ce qui est le niveau du fond du puits. Le niveau de départ pour les blocs étant 60 m (niveau d’arrivée du deuxième étage), le haut du puits doit se trouver 1.5 m plus bas (montée à la volée) à 58.5 m, soit une longueur du puits maximum de 58.5 – 29 = 29.5 m, en prenant 1.5 m de sécurité il restait 28 m de longueur de puits pour atteindre son point haut. Cette profondeur du puits autorisait une flotteur de 28 m de long, qui en retenant 1 m pour la sécurité engendrait une course maximum à vide de 27 m soit une demi course de 13.5 m. Donc le niveau maximum atteignable à vide était 58.5 + 27 = 85.5 m ce qui laisse une bonne marge pour atteindre 80 m en charge.

A l’équilibre statique de la course maximum, le flotteur plongeait de 28 – 13.5 = 14.5 m, avec une section de 1.5 M² il devait peser 21.75 t.

Cependant le plafond de la chambre haute est seulement à la cote 49 m, 9.5 m plus bas que le haut du puits qui est le niveau d’eau dans le circuit, c’est donc que la chambre haute (comme la grotte souterraine) était sous pression et son plafond et ses murs étanches à l’air (ce qui explique le choix du granite et le soin extrême apporté au jointoiement des pierres) et que cet air est soumis à une pression relative d’une colonne d’eau de l’ordre de 10 à 12 m de haut. S’il y a une fuite d’air dans la chambre haute, l’eau arrive au plafond et l’étage cesse de fonctionner.

Ceci explique, que l’incident arrivé dans cette chambre haute : la cassure des poutres du plafond, a dû être réparée en colmatant les fissures pour retrouver l’étanchéité à l’air de la chambre. Mais pour ça il a fallu arrêter cet étage et donc le chantier, vider la chambre de son eau pour procéder aux réparations, pour la remplir à nouveau par la suite et continuer son exploitation.

En résumé, le circuit d’eau est fait de la chambre de 5.23 x 10.47 = 55 m² de section, de deux conduits en biais d’alimentation en eau qui vont sur l’assise et d’un puits, dont la chambre des herses en est une partie, qui prend son eau dans le conduit de liaison entre la chambre haute et la grande galerie, boyau obturé par « le sarcophage » dont une extrémité était placée et scellée sous les deux faux linteaux qui aujourd’hui sont toujours en place.

Les deux faux linteaux qui coulissent verticalement dans la partie nord de ce volume, ont servi de vanne pour envoyer via la grande galerie de l’eau contenue dans la chambre haute, vers la galerie ascendante et la chambre basse.

Vanne eau

Le remplissage en eau de cette chambre se faisait par les conduits obliques qui donnent sur l’assise, on fait monter le niveau d’eau dans le puits jusqu’à la cote 58 m à l’équilibre statique**.

Le flotteur mesure 29.5 m, sa demi course maximum faisait 13.5 m et à l’équilibre statique il est a immergé dans le puits, il repousse donc 14.5 m de colonne d’eau et doit donc peser 14.5 x 1.5 = 21.75 t.

**Il y a cependant dans la chambre un phénomène contrariant qu’il faut prendre en compte, quand le flotteur fait sa course maximum, il déplace  1.5 x 27 = 40.5 M3 d’eau ce qui varier de 40.5 / 55 = 0.7 m le niveau de l’eau libre dans la chambre, ce qui revient à dire que le niveau d’eau au point haut baisse de 0.35 m mais à contrario, au point bas, il monte de 0.35 m, il faut donc déplacer le point d’équilibre statique de 0.35 m vers le bas et perdre 0.7 m de course à vide, ce qui donne 84.8 m de hauteur maximum au lieu de 85.5 m.

Pesant  21.75 t à vide sa course utile maximum sera de 84.8 – 60 = 24.8 m, pour 20 m de course en charge, son poids total en charge ne devra donc pas dépasser la valeur de 21.75  x 24.8 / 20 = 27 t soit une charge « utile » maximum de 5.2 t qui devrait être le poids maximum du bloc le plus lourd élevé par cet étage  à partir du niveau 60 m de la pyramide.

Au niveau 60 on est déjà à 80 % du volume de la pyramide au niveau 80 on atteint 93 % de complétion. Cet étage si imposant par son architecture n’aura fait « monter » la pyramide que de 13%, soit environ 300 000 blocs moyens.

Arrivé au point haut de cet étage, il faut prendre conscience qu’il reste encore à monter l’équivalent de la pyramide de Djoser ou de Mykérinos!

Commentaire:

Comparé à la simplicité et à la performance de la chambre basse, l’ascenseur de la chambre haute fait un peu « usine à gaz » avec les 3500 t de ses énormes blocs posés sur son plafond. Ces mégalithes ont demandé des trésors d’ingéniosité pour les fabriquer, les transporter et les mettre en place, pour à la fin arriver à n’obtenir que 20 m de portée contre 33 pour la chambre basse beaucoup plus simple.

Qui plus est on a frisé à un moment du chantier, probablement vers la fin, la catastrophe car les énormes poutres du plafond se sont fissurées sur un tassement du soubassement de la chambre et c’est miracle qu’elles ne se soient pas effondrées dans la chambre.

Cette fissuration était un incident grave car détruisant l’étanchéité à l’air de la chambre haute, celle-ci cessait de fonctionner et la pyramide était en panne!

Les constructeurs ont  réagit en étayant les poutres pour sécuriser la structure, il y a encore les traces au plafond, et ont rebouché les fissures car la chambre doit être étanche à l’air, mais ces étais ont disparu, pourquoi?

Parce que c’était une structure provisoire pour un ou deux ans le temps de terminer la pyramide qui en était à plus de 80 % de son volume final au moment de l’incident, il ont été retirés quand pyramide achevées, la chambre haute devenait inutile, le plafond pouvait s’effondrer, les constructeurs n’en avaient cure, le roi était ailleurs.

Si cette chambre avait été celle destinée à protéger le roi dans son voyage éternel, s’en était fini de la pyramide!

Ici, il faut bien comprendre une chose importante, construire une chambre étanche sous 97 m de pierres cela revient à construire un bathyscaphe en pierre plongeant à 240  m de profondeur en mer!

Sous ces pressions il est difficile de construire des volumes importants en pierre, et donc au troisième étage devant la nécessité d’augmenter la surface de la chambre, les constructeurs ont voulu limiter les risques en choisissant un matériau très solide, mais ça n’a pas suffit. Les 43 m de maçonnerie support sous la chambre prenant appui sur la roche mère n’a pas tenu la contrainte énorme sans se tasser un peu mais pas uniformément, peut être aurait-il fallu qu’elle soit elle aussi en granite?

Pourquoi donc cette énorme structure au dessus du plafond de la chambre haute?

  •  Pour la résistance à l’écrasement par le poids de la pyramide rien ne justifie cette superstructure, le petit toit compact de la chambre basse qui a 20 m de pierres en plus de pression a très bien tenu.
  • Rien ne la justifie non plus au plan de l’hydraulique.

La seule explication logique que j’ai trouvé est qu’à cet endroit au centre de la pyramide, au nord de la chambre haute, entre les assises # 64 et 77, entre 52 et 60 m « on » avait besoin de place sur une assise bien nette et bien plane, libre de tout obstacle, car il fallait construire le complexe mortuaire du roi dans cet espace. Cet ensemble doit avoir une conception de même type que la chambre basse en plus long, mais pas plus large, probablement avec plusieurs chambres, en granite, et étanches et reliées entre elles par des corridors.

Puis cet ensemble terminé, l’assise recouvrait tout et redevenait plane et libre, on pouvait poser les mégalithes nord pour terminer le toit de la chambre haute.

Donc toute la complexité de gestion des mégalithes, n’était pas justifiée par le fait de construire la chambre d’un ascenseur, mais par la construction du complexe mortuaire du roi.

Maintenant « j’ai vendu la mèche » tout le monde sait où le roi repose, mais pour aller lui rendre visite il y aura des obstacles à franchir et pas seulement administratifs!

Niche de la chambre basse

Chambre des herses

Herses et sarcophage factices

Deuxième étage: la chambre basse

Il s’est écoulé 6 ans depuis « le premier coup de pioche », La pyramide arrive au niveau 27 m, toit de « la chambre de la reine » posé, l’ascenseur de cette chambre peut être mis en service et monter les pierres plus haut, jusqu’à 60 m sur l’assise.

A son démarrage, le volume déjà posé par l’étage de la grotte est 42% du volume total. 

Les équipes sont rodées, comme les méthodes, les plus grosses pierres de remplissage ont été posées, on a posé les 18 mégalithes de 33 t créant la voûte de « la chambre de la reine » à + 24 m de la base.

Tous savent que ce n’était qu’un échauffement, derrière un défi autrement difficile à relever se profile, 3500 t de mégalithes pesant entre 30 et 70 tonnes pièce, sont à placer à 60 m d’altitude, mais tous sont confiants, car les outils sont puissants et fiables, les méthodes sont éprouvées, les effectifs sont rodés, le moral est très haut, le pharaon souriant, le baromètre est au beau fixe.

  L’oscillateur de la chambre basse fonctionne suivant le même principe de base que le précédent, celui de la grotte souterraine mais avec une géométrie différente.
Comme réservoir d’eau, la chambre basse et la galerie horizontale remplacent la grotte. Mais ici le réservoir d’eau est à la pression atmosphérique.
La surface d’eau libre est celle de la chambre basse 30 M² à laquelle s’ajoute la surface de galerie horizontale jusqu’à sa jonction avec le mur nord de la grande galerie 41 M² à la quelle s’ajoute la surface du couloir de la niche 10 M²  ce qui conduit à une surface d’eau libre de 81 M².
Donc pour avoir les même proportions que le premier étage, la section du flotteur sera 2.6 M².
Pour une course de +/- 4 m, le niveau dans la chambre bougera de +/- 4 x 2.6/81 = +/-0.13 m et passera donc de 20.87 à 21.13 m
Le niveau d’eau maximum dans la chambre basse est fixé par un déversoir situé au point haut de la galerie ascendante, qui automatiquement verse de l’eau dans le puits de service pour maintenir le niveau d’eau du circuit du premier étage en cas de besoin.
La mission de cet étage sera de lever les pierres amenées par le premier étage au niveau + 29 m, jusqu’au niveau + 60 m, soit une portée de 31 m.
On pourrait croire que plus on monte dans la pyramide plus les pierres sont légères, ce qui est vrai en moyenne, mais il y a des exceptions, cet étage aura à élever les blocs en granite constituant les murs de la chambre haute et du complexe mortuaire, le poids des blocs des murs de la chambre haute peut atteindre 9 t et même 27 t à 44 m pour le monolithe qui couvre l’entrée de « la chambre du roi » et il faudra les élever jusqu’à  + 50 m.

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Premier étage: Ascenseur de la grotte

Description:

Cet ascenseur est un flotteur oscillant, il est constitué d’une réserve d’eau: la grotte souterraine et d’un puits vertical dans lequel un flotteur est maintenu en oscillations permanentes.

La grotte souterraine est alimentée en eau par la galerie descendante qui fait 1.09 M² de section et 85 m de long dans sa partie inclinée.

L’eau dans la grotte est sous la pression du niveau d’eau dans la galerie descendante, l’air comprimé sous le plafond maintient une surface d’eau libre d’environ 126 M² .

A ces deux éléments qui sont visibles il faut ajouter un élément qui n’a pas encore été trouvé (mais pas cherché non plus): un puits vertical contenant un flotteur de 4 M² de section placé pratiquement au centre de la pyramide, la section de ce puits est très probablement circulaire on comprendra pourquoi plus loin, de 2.26 m de diamètre,  il prend son eau sous la dépression aujourd’hui bouchée à l’intérieur de la grotte – 34 m et il se termine au niveau + 3 m prolongé par la cage qui elle doit être de section rectangulaire de l’ordre de 2.5 x 2.8 m, 7 M². Cette cage passe dans la maçonnerie, légèrement au sud et à l’est du « boyau des voleurs » de la niche de la chambre basse.

Le niveau 3 m est donné par la niche du puits de service qui servait de point de surveillance et fixation du niveau d’eau.

La hauteur d’eau libre dans le puits sera donc de 34+ 3 = 37 m. Dans ce puits prend place un flotteur en bois de 37 m de long fait en menuiserie spéciale** de la même section que le puits mais avec un jeu suffisant permettant dans le cas d’une procédure spéciale, le coulissement avec une étanchéité apportée par une jupe.

La course à vide théorique maximale de ce flotteur serait possible à 37 m, mais sera limitée à une valeur allant jusqu’à 8 m pour limiter les pertes par frottement de l’eau sur la surface du flotteur, pertes qui varient avec le cube de l’amplitude de l’oscillation.

Cette limite assez basse d’amplitude des oscillation imposée par les pertes par frottement, conduit à élever les charge par étapes successives avec usage de cliquets anti retour pour maintenir la charge en position à chaque élévation et de réhausses d’une hauteur égale à l’amplitude de l’oscillation introduites sous la charge pour la faire s’élever coup après coup.

**Le flotteur doit être assez rigide pour pouvoir soulever une charge allant jusqu’à 70 t, il sera immergé pendant des années et soumis à des contraintes incessantes, il est donc tout à fait improbable que la technologie de la coque de la barque solaire découverte au pied de la pyramide ait été utilisée. Il est probable que le flotteur ait été un assemblage en plusieurs tronçons, d’une ossature en bois dur densité de 1 et d’un remplissage en matériau de faible densité, possiblement du liège (ou du balsa?,) densité 0.3, tous deux recouverts de résine pour ne pas absorber d’eau ce qui aurait progressivement déréglé l’équilibre hydrostatique qui se devait d’être précis. Il pèsera donc à vide 45 t

A une course maximale de 8 m, il serait immergé de 33 m à l’équilibre statique et pèserait donc 132 t, Il devait donc présenter en son intérieur une cheminée centrale destinée à laisser un accès en partie basse pour recevoir le lest probablement sous la forme de disques de cuivre empilés en hauteur.

Ce lest en partie basse donne un centre de gravité plus bas que le centre de poussée et donc à un flotteur stable et un mouvement parfaitement vertical.

Partant du niveau + 3 m au point bas, le point haut du mouvement à vide sera donc de 8 + 3 =  11 m

Le niveau d’eau dans le circuit peut varier en remplissant plus ou moins la galerie descendante, puis plus tard aussi la galerie ascendante, cependant à delà de + 3 m il faudra apporter une étanchéité entre flotteur et puits pour éviter que l’eau ne s’écoule par le haut du puits.

Il y avait au dessus de l’entrée de la galerie descendante, protégé par une voûte à double chevrons aujourd’hui détruit, un volume  qui faisait 3 à 4 m de large, 5 m de haut.

Volume nord original

Manifestement un tel volume avait été construit pour abriter une activité humaine.

Au sud des 3 gros linteaux qui sont encore visibles (représentés en vert sur l’illustration) un autre volume à ce jour jamais visité, mais que le projet Scan Pyramid a détecté, délimité en pointillés rouge sur la photo.

scan CEA entrée
Image publiée par le CEA

Il tombe sous le sens que ces deux volumes communiquaient à l’époque de la construction, le seul moyen visible pour les relier est ce que l’on a coutume d’appeler « le linteau crénelé » pièce qui se situe juste au dessus les 3 linteaux.

linteau crénelé

Que l’on peut imaginer sous la forme ci-dessous alors qu’il repose sur un bloc en calcaire fin de Turah.

linteau crénelé

Il est remarquable, chose unique dans la pyramide, que ce bloc ne soit encastré sous le faîte de la voûte que de 10 à 20 cm.

A l’époque de la construction, il aurait pu avoir la fonction d’une « porte coulissante » en le dégageant par le sud de son encastrement puis en la déplaçant dans le sens Est Ouest grâce au créneaux, à l’aide d’un levier. Trois trous percés dans le support du linteau auraient pu servir pour créer le point d’appui du levier.

Ce dispositif aurait pu permettre à des opérateurs d’extraire de l’eau dans la galerie descendant, à l’aide d’une chaîne de seaux par exemple, pour la verser dans le volume sud, détecté par « Scan Pyramid » derrière les linteaux de « l’entrée ». Ce volume non encore exploré, aurait pu être en fait un réservoir , pour recevoir l’eau recueillie dans la galerie descendante pour diminuer le niveau dans le puits, sans gaspiller cette eau qui était destinée à être réutilisée par la suite.

On verra dans le chapitre décrivant la procédure d’ascension des mégalitres, que ce niveau devait pouvoir varier d’environ 15 m soit un volume de 30 à 40 M³. On pourrait donc s’attendre à ce que le volume détecté par « Scan Pyramid » qui fait approximativement 10 m de long et 2 m de large, fasse au minimum 2 m de hauteur.

Enfin, l’entrée de la galerie descendante est faite de telle façon que l’on puisse l’obturer par une vanne (on a retrouvé sur place le reste d’un bloc de granite percé qui aurait pu être l’obturateur mais que les archéologues ont assimilé au vestige d’une des herses de la chambre des herses)  car le niveau d’eau dans le circuit pouvait être porté jusqu’à + 22 m en remplissant la galerie ascendante qui communiquait alors avec cette entrée, le bouchon de 3 blocs de granite ayant été préalablement repoussé.

Prolongeant le puits vertical, à partir du niveau 4 m, se trouvait de début de la cage servant de passage aux blocs, ce début était probablement dans une salle de chargement des blocs communiquant avec la galerie est ouest ouvrant au niveau zéro sur la face est de la pyramide = véritable entrée de la pyramide.

Le seuil de chargement plus haut de 0.4 m que le haut du puits permet de disposer du temps nécessaire pour faire le chargement des pierres sur le plateau porteur « à la volée »

Ce poste de chargement recevait un plateau au dessus du flotteur qui portait les charges jusqu’à leur hauteur de destination.

La cage étant maçonnée au fur et à mesure que les assises s’élevaient.

La cage devait avoir la section suffisante pour contenir les charges les plus encombrantes, c’est à dire les chevrons mégalithiques de la voûte de la chambre haute dont le plus encombrant avait sa plus petite section au sol faisant 1.74 m pour la largeur et  2.6 m en longueur, pour laisser un jeu fonctionnel et laisser passer le flotteur elle ne devait pas faire moins de 2.5 x 2.8 m, 7 M² de section.

La mission de ce monte charge, ne s’arrêtera pas en hissant jusqu’à 29 m les pierres de construction, il devra monter à 24 m les chevrons mégalithiques de la chambre basse (et de l’entrée) et aussi mais plus tard, il devra hisser jusqu’à la hauteur de 60 m les mégalithes de la voûte de la chambre haute (et du complexe mortuaire).

Les blocs transportés, font leur trajet vertical dans la cage du monte charge portés par un plateau qui a une conception adaptée à un mécanisme permettant de les charger puis les évacuer à la volée.

Enfin, la chambre de chargement orientée Ouest-Est de l’ordre de 8 m de long, environ de 4 / 5 m de large, 8 m de hauteur était protégée par une voûte probablement à double chevrons.

Chambre Chargement

Cette chambre est au bout de la galerie d’accès des blocs d’environ 110 m de long, dont l’entrée se trouvait alors sur la face Est de la pyramide au niveau de la base.

Le sol de cette galerie est horizontal au niveau zéro, mais se termine en arrivant dans le sas de chargement par une rampe qui élève son niveau de 3.6 m qui est le niveau du seuil de chargement.

Cette rampe est destinée à ralentir puis stopper les blocs qui auront fait un trajet de 115 m dans la galerie en toute autonomie sur leur roulement, lancés par un toboggan extérieur en face est depuis une hauteur légèrement supérieure à 6.5 m à l’entrée de la pyramide.

Fonctionnement:

Pendant une première phase cet ascenseur, va commencer par monter les blocs de construction du niveau 3.6 m au niveau 6.1 m pour remplir la sixième assise, puis s’élever progressivement jusqu’au niveau le plus élevé à 29 m.

Pour ce faire il fera un mouvement alternatif vertical, dans ce mouvement le point bas de la face supérieure du flotteur sera invariablement à 3 m de la base, ce qui est le niveau d’eau du point haut du puits.

Rappel: La différence de niveau de 0.4 m entre le point bas de la face supérieure du flotteur et le point bas du plateau porteur de blocs était là pour donner du temps au chargement des blocs à la volée = la durée du vas et viens du flotteur en bout de course dont la nature sinusoïdale du mouvement fait qu’alors la vitesse de son déplacement vertical, passant par zéro, est minimale.

Le niveau d’eau normal dans le circuit est à la cote + 3 m. On verra par la suite que ce flotteur aura deux procédures de fonctionnement: La procédure « ordinaire » pour les blocs de remplissage et du parement et la procédure des mégalithes qui va provoquer un changement de niveau de travail.

Dans la procédure ordinaire le niveau d’eau dans le circuit était à 3 m, à la course maximum à vide = 8 m la colonne d’eau à équilibrer au point d’équilibre statique aura été de 33 m donnant un poids du flotteur de 4 x 33 = 132 t, mais si la course avait été de 4 m, la longueur immergée à l’équilibre statique aurait été de 35 m et son poids de 140 t. La période de l’oscillation pouvait donc s’étendre de 11.49 à 11.83 s en fonction de la course choisie

Après la mise en service du deuxième étage le point de reprise des blocs par le plateau du deuxième étage étant à 29 m,  le point de chargement du plateau à 3.4 m, l’élévation était donc de 29 – 3.4 = 25.6 m.

Cet ascenseur ne monte pas les pierres gratuitement il lui faut un apport d’énergie. 

Cette énergie lui sera donnée par des opérateurs chargeant le plateau dans sa descente, lui communiquant ainsi leur énergie potentielle acquise en montant les barreaux d’une échelle fixée dans la cage.

Cette énergie va permettre de restituer au flotteur l’énergie qu’il a cédé au bloc qu’il a monté, mais aussi à compenser l’énergie perdue à cause du frottement de l’eau sur la paroi du flotteur.

Le premier étage aura tout seul fait passer le volume assemblé à 47% et contribuer jusqu’à 93% du volume final.

Le deuxième étage aura passé le volume de 47 à 79% et aura fonctionné pour 53% du volume.

Le troisième étage aura fait passer le volume de 79 à 93% et aura fonctionné pour 21% du volume.

En donnant en première approximation à chaque étage le même effectif, la mobilisation moyenne d’effectif des 3 étages aurait été 248 * (0.88 + 0.53 + 0.21) = 400 opérateurs avec une mobilisation maximum de 744 quand le dernier étage avait atteint la cote 85 m.

Deuxième étage chambre basse

Les 3 étages du monte charge de Chéops

La pyramide de Chéops apporte une innovation majeure par rapport aux 3 pyramides à faces lisses précédentes, elle remplace le flotteur submersible de deuxième génération par un flotteur oscillant pour les trois premiers étages du monte charge alimentés par les 3 chambres visibles dans la pyramide.

Pourquoi ce changement?

La réponse est dans quasi doublement du tonnage de blocs à élever par jour par rapport à la dernière pyramide construite, pour se rendre capables d’obtenir un tel débit la réponse a été d’augmenter le volume des blocs et donc leur poids, car doubler le nombre de blocs aurait trop augmenté le délai de réalisation, qui se faisant du vivant du roi ne pouvait pas s’éterniser.

Un flotteur de deuxième génération avant de monter un bloc doit faire descendre sur son plateau un nombre d’opérateurs dont la somme des poids est légèrement supérieure au poids du bloc à monter.

Pour un débit moyen de 1 200 t/jour ( 2 t/mn) à monter en moyenne au centre de gravité, attendre le centre de gravité à 36.5 m aurait nécessité deux étages de puits avec un cycle minimum de 3 mn par montée, soit 6 mn en tout, il aurait donc fallu faire monter 12 t en moyenne sur les plateaux. Mais pour tenir un débit moyen de 12 t il faut être au moins capable du double, soit 24 t, ce qui représente un plateau de 42 M², mais ce plateau donne dans une chambre de chargement qui doit laisser de la place autour pour recevoir les opérateurs et les blocs soit au moins la même surface, ce qui aurait conduit à des volumes intérieurs d’une surface au sol de l’ordre de 100 m² ceci sous 100 m de pierre, or la surface de la chambre la plus grande réalisée dans la pyramide précédente faisait moins de 40 m².

Il est clair que les constructeurs y ont renoncé en cherchant une solution avec débit plus important pour élever les pierres.

Ils ont certainement observé au cours de la construction des pyramide précédentes que le flotteur avait une certaine tendance à entrer en oscillations avec une période de l’ordre de 10 s et ont étudié comment tirer partie de ce phénomène pour diminuer d’un ordre de grandeur le cycle de monté des pierres en mettant au point le flotteur oscillant pour la première fois de l’histoire de l’humanité.

Ce fut un challenge colossal, car si le flotteur de deuxième génération a un fonctionnement quasi statique « pénard », le flotteur oscillant les a confronté à des problèmes de dynamique des blocs et d’hydraulique dynamique des flotteurs.

Ce flotteur ne s’arrétant jamais par principe, il leur aura fallu résoudre le problème de chargement des blocs plusieurs tonnes à la volée dans la seconde au point bas du mouvement puis les décharger pareillement au point haut.

Comprendre et maîtriser le dynamique des oscillation d’un flotteur de plusieurs dizaines de tonnes, en se rendant capables de faire arriver cet engin à une hauteur donnée au centimètre près sur un trajet qui pouvait atteindre 30 m en 5  secondes et en compensant en permanence les pertes par le frottement de l’eau du fait d’une vitesse de déplacement de l’ordre de 10 m/s, 36 KM/H ce qui était beaucoup pour « un bateau » à cette époque.

De plus ce flotteur pour fonctionner correctement nécessite la présence dans le circuit d’eau d’un réservoir dont la surface d’eau libre était de l’ordre de 30 fois la section du flotteur pour que le volume d’eau déplacé par les oscillations du flotteur ne change le niveau d’eau que de façon marginale.

Toute l’architecture des volumes internes de cette pyramide nous dit comment les constructeurs ont résolu ces problèmes.

D’abord les trois chambres basse, haute et souterraine témoignent d’au moins 3 étages de flotteurs

  • 126 M² pour la chambre souterraine
  • Chambre basse 30 + 41 galeries horizontale = 71 M²
  • Chambre haute 55 M²

Les surface diminuant avec la hauteur, témoignent de surfaces de flotteurs diminuant avec l’étage, ce qui est logique, car les blocs les plus gros (en moyenne) sont en bas.

L’analyse de la chambre des herses = seul vestige des puits aujourd’hui visible dans cette pyramide, permet d’estimer avec une faible marge d’erreur un flotteur de section 1 × 1.5 m soit un ratio surface chambre/section flotteur de 37.

Les constructeurs avaient leurs normes et un ratio aussi important que le rapport section du flotteur à la surface de la chambre se devait d’être respecté, ce qui permet de pronostiquer, pour la chambre basse un flotteur de section 2 M² et 4 M² pour le premier étage.

Si la position du puits de l’étage de la chambre haute est connue avec précision ainsi que sa section, il n’en est pas de même  pour les deux premiers étages dont les puits n’ont pas été découverts (non cherchés!), mais l’analyse de la niche de la chambre basse permet de penser que ces puits se tiennent sur le même axe que celui de la chambre haute  tout près du mur oriental de cette chambre dans une maçonnerie dont la profondeur dans l’axe Est/Ouest fait 5.5 m, Le puits du deuxième étage étant alimenté en eau par le corridor sous la niche qui a été bouché par les constructeurs, pyramide terminée.

Déterminer la porté en charge de chaque étage est assez hasardeux, on pourrait par exemple se baser sur la limite en hauteur des canaux obliques (dit de ventilation) pour dire que le deuxième étage aurait porté les pierres à 60 m de hauteur et le troisième à 80m, mais ce critère ne s’applique pas au premier étage et donnerait une portée de 20 m au  troisième étage, ce qui me paraît trop peu.

On verra plus par la suite que pour faire maintenir en oscillation permanente ces flotteurs à vide, il fallait en fonction des charges à élever, en permanence une équipe de 7 à 10 opérateurs descendant sur le plateau à chaque oscillation.

Vers la fin du chantier, quand les  3 étages fonctionnaient à pleine portée, le deuxième au dessus du premier et le troisième encore au dessus, les opérateurs pour actionner le premier étage étaient auparavent descendus sur les plateaux du troisième puis deuxième étage.

Il fallait donc concevoir et régler ces flotteurs pour fonctionner à vide avec le même niveau d’énergie pour l’entretien des oscillations.

Ces oscillateurs avaient un facteur de qualité considérable et devaient se corriger à chaque cycle pour éviter qu’ils ne s’emballent ou au contraire s’étouffent, afin que ces corrections soient possibles et aisées elles ne devaient se faire qu’à la marge.

Donc le critère majeur pour concevoir ces oscillateurs et en particulier fixer leur portée aurait dû être un critère énergétique d’une part et d’autre part faire en sorte que les périodes d’oscillations soient très proches.

Je me suis mis à la place des concepteurs et par approximations successives fixer une portée en charge de 24.5 m pour le premier étage, 26.5 m pour le deuxième étage et 30.5 m pour le troisième, ce qui donne une portée totale de 81.5 m qui ajoutée à la hauteur 4.5 m du seuil de chargement une hauteur de 85 m au total.

Il restait encore 60 m pour atteindre le sommet, rien ne dit dit dans ce que l’on connait de la pyramide, comment ces derniers mètres ont été construits.

Pour ma part une chose est certaine, pas avec des flotteurs oscillants! Car il n’ya avait plus la place pour abriter des chambres réservoir.

Auraient-ils utiliser des flotteurs de deuxième génération?

Je ne le pense pas, car d’une part ils ne fonctionnent pas au même rythme que les flotteurs oscillants, or il n’y avait aucune place pour faire des stocks intermédiaires de blocs, d’autre part ce n’était plus nécessaire, il ne restait que 7% du volume à ériger (quasi la pyramide de Saqqarah néanmoins!).

Je pense que pour ces derniers étages ils ont monté les blocs en se servant des faces de la pyramide comme rampe en les hissant avec des cordes qui auraient pu être tirées, soit par des grappes d’opérateurs qui en descendant de l’assise, font monter le bloc avec un rappel de corde sur l’assise, soit par un treuil pendulaire travaillant sur l’assise, c’est la solution qui me paraît la plus opérationnelle au moins jusqu’aux toutes dernieres assises.

Ainsi pour les blocs de remplissage et du parement:

  • Le troisième étage, celui de la chambre haute pose les pierres jusqu’à 85 m de hauteur
  • Le deuxième étage, celui de la chambre basse hisse les pierres jusqu’à 54.5 m
  • Le premier étage portant les blocs jusqu’à 29 m en partant du pas de chargement dont la hauteur était de 4.5 m. Cependant la cage de ce premier étage aurait été prolongée jusqu’à 60 / 65 m pour élever les mégalithes de la chambre haute avec une procédure adaptée qui sera détaillée dans un chapitre qui lui est consacrée.

Chaque étage, alimenté en eau par une chambre, est constitué d’un puits contenant un flotteur, prolongé par une cage dans laquelle circule le plateau portant les blocs poussé par le flotteur.

Quand le flotteur du premier étage a remplit l’assise correspondante à sa portée il passe les blocs au deuxième étage qui prend la relève et ainsi de suite jusqu’au sommet.

Les puits et les cages des 3 étages sont alignés en axe Est ouest sur l’axe de la chambre des herse et logent dans une maçonnerie qui va de la base au sommet dont un partie est visible derrière la niche de la chambre basse.

Les cages se montaient avec les assises, elles ne pouvaient que se tenir adjacentes, communiquant entre elles en formant une seule grande cheminée qui ouverte sur l’assise jusqu’à la hauteur 85 m laissait ainsi entrer la lumière pour éclairer les opérations et donnant depuis l’assise un accès facile aux flotteurs, ne serait-ce que pour les manoeuvre de réveil des oscillations, et pour réguler le flux d’énergie envoyé sur les plateaux des flotteurs.

La cage de l’étage précédent donnant les pierres au plateau du flotteur de l’étage suivant à travers une courte liaison, il devait y avcoir au niveau de cette liaison une petite chambre traversée par la cage pour loger les opérateurs venant de l’étage précédent en attente de sauter sur le plateau de l’étage suivant aux ordre du maitre des oscillations chargé de réguler avec précision le niveau du plateau.

Ces petites chambres d’une surface probablement de l’ordre de 10  m² été et terminées par une voûte en encorbellement, celle de liaison entre le deuxième et le troisième étage devrait pouvoir être découverte au dessus des linteaux couvrant la chambre des herses.

Le premier étage aura donc élevé 80% des pierres qui sont dans la pyramide des assises 6 à 113. Les cinq premières assises ayant été construites avec une procédure particulière alors qu’il n’était pas encore en service.

En particulier il aura été capable de porter à 60 m d’altitude tous les mégalithes en granite du plafond de la chambre haute, des « chambres de décharge » et de la voûte à double-chevrons coiffant le tout. Sa cage monte donc jusqu’à cette hauteur et sa section est de l’ordre de 2 x 3 m qui dépasse la section du plus gros de blocs passant par là.

On le comprendra plus tard, ce volume vertical vertigineux qui part du fin fond de la pyramide à – 33 m sous la surface et s’élève jusqu’au niveau 60, cheminée de 93 m de long, est aussi la voie d’accès au complexe mortuaire (big VOID) dont le sol se situe vers 55 m d’altitude, il n’est donc pas étonnant que, comme dans toutes les autres pyramides, il ait été complètement obturé et soigneusement  dissimulé, tout comme la galerie d’accès des pierres qui les conduisait depuis la base de la face orientale au pas de chargement du premier étage du monte charge sur l’axe central.

Cependant l’entrée de cette galerie d’accès étant à l’époque parfaitement dissimulée derrière les pierres du parement, a été bouchée de façon grossière et ça se voit encore!

Il ne m’a pas été difficile de retrouver en regardant attentivement la face orientale en utilisant, prodige du monde moderne, simplement Google Street!

Pourquoi n’a-t-elle pas été trouvée jusqu’alors?

Tout simplement parce que personne ne l’a cherchée, tous croyant à tort que l’entrée est cet orifice de 1 M², situé sur la face nord à 17 m d’altitude sous une magnifique voûte à double-chevrons.

Cet orifice est certes une entrée, mais une entrée d’eau!

Nous n’avons vu de cette pyramide depuis que des centaines de chercheurs l’ont sondée qu’un faible partie de ce qu’elle contient, sans compter tout ce qui se trouve à l’intérieur du complexe mortuaire toujours inviolé.

L’image ci dessous nous donne un avant gout d’une partie de ce qu’il y a encore à découvrir:

Nous allons maintenant regarder en détail le fonctionnement du premier étage, l’ascenseur de la grotte souterraine.

Pour en alléger la description, j’ai séparé les calculs justificatifs de la description du fonctionnement.