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 de 4 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 2 x 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 4 m, il serait immergé de 35 m à l’équilibre statique et pèserait donc 140 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 4 + 3 =  7 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 3.4 m, se trouvait de début de la cage servant à l’élévation des blocs, ce début créait dans une salle de chargement des blocs communiquant avec la galerie horizontale est ouest amenant les blocs s’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 115 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 3.4 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 5.5 m à l’entrée de la pyramide.

Fonctionnement:

Pendant une première phase cet ascenseur, va commencer par monter les blocs de construction du niveau 3.4 m au niveau 6.1 m pour remplir la sixième assise, puis s’élever progressivement jusqu’au niveau le plus élevé à 28.9 m l’assise N° 34.

Pour ce faire il fera un mouvement alternatif vertical d’amplitude +/- 2 m par rapport au point d’équilibre statique, 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 = 4 m la colonne d’eau à équilibrer au point d’équilibre statique aura été de 35 m donnant un poids du flotteur de 4 x 35 = 140 t. La période de l’oscillation pouvait étant de 11.83 s.

Après la mise en service du deuxième étage le point de reprise des blocs par le plateau du deuxième étage étant à 28.9 m,  le point de chargement du plateau à 3.4 m, l’élévation maximale ou portée de l’élévateur était donc de 28.9 – 3.4 = 25.5 m.

Examinons un exemple de fonctionnement pour élever un bloc de 27 t (qui pourrait être le linteau qui protège l’entrée de la chambre haute) qui serait le poids maximum que ce flotteur soit capable d’élever partant d’une course à vide de +/- 2 m.

Pour respecter la conservation de quantité de mouvement, la course en charge du flotteur portant 27 t sera de 4 x 140 / (140 + 27) = 3.35 m, partant du niveau 3.4 m il restera accroché au niveau 6.75 m sur ses cliquets anti retour.

Mais pour le coup suivant, la course à vide sera limitée à 3.35 m par la présence du plateau.

Si l’on introduit alors une réhausse de 3.35 m au point bas, la course en charge ne sera plus que de 3.35 x 140 / (140 + 27) = 2.8  m, donc le plateau sera soulevé de 2.8 m au niveau 2.8 + 6.75 = 9.55 m et restera accroché à des cliquets anti retour à ce niveau. Le plateau se sera élevé de 3.35 + 2.8 = 6.15 m.

Au point bas du mouvement cette réhausse de 3.35 m sera retirée du flotteur.

La course à vide du flotteur peut redevenir de +/- 2 m et peut être relancé pour ça par des opérateurs pouvant désormais prendre place sur le sommet du flotteur alors qu’il atteint le niveau 3.4 + 4 =7.4 m et que le plateau est au niveau 9.55 m.

Ceci fait en introduisant au point bas, niveau 3.4 m une réhausse de 4 m, quand la réhausse contacte le plateau au niveau 9.55 m il lui reste un parcours théorique de 8 – 6.15 = 1.85 m, mais cette fois ci en soulevant la charge ce parcours se réduit à 1.85 x 140 / (140 + 27) = 1.55 m  ce qui élève le plateau d’autant au niveau 9.55 + 1.55 = 11.1 m, le plateau ayant fait une élévation de 6.15 + 1.55 = 7.7 m en 3 coups de flotteur.

Il y aura eu 2 niveaux de cliquets anti retour 6.75 et 9.55  sur les quels aura reposé successivement le plateau, mais au niveau 11.1 m il n’y a pas de cliquets anti retour, ceux sont ceux du niveau 6.75 qui retiennent désormais en place la réhausse de 4 m, maintenant le plateau au niveau 10.75 m.

Pour les coups suivants désormais rien de s’oppose à ce que l’amplitude à vide du flotteur soit de 4 m et que l’amplitude en charge de la réhausse suivante soit de 3.35 m pour atteindre le niveau 3.35 + 3.4 = 6.75 m pour s’accrocher au cliquets anti retour existants alors que le plateau sera à niveau 10.75 + 3.35 = 14.1 m.

S’il fallait atteindre pour le bloc de 27 t  la portée maximale de cet étage 25.5 m pour le passer au deuxième étage, il faudra encore l’élever de 25.5 -14.1 = 11.4 m par incréments successifs de 3.35 m soit 11.4 / 3.35 = 4 réhausses supplémentaires à ajouter sous le plateau.

On peut faire les même raisonnement pour le « bloc moyen » de 2.4 t mais les amplitudes deviennent différentes, successivement 3.93 pour 3.35, puis 3.86 pour 2.8, cliquets anti retour à 7.33 pour 6.75 puis 11.19 pour 9.55, plateau successivement à 7.33 pour 6.75, 11.19 pour 9.55, puis 11.33 pour 10.75 et enfin 15.33 pour 14.1, pour aller au sommet il resterait alors 25.5 -15.33 = 10.17 m à 3.93 m par coup, soit 3 réhausses supplémentaires au lieu de 4.

En conséquence, les cliquets anti retour devaient pouvoir être déplacés en fonction des charges à soulever.

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