Derniers étages de la Grande pyramide

A partir de la cote + 80 m, il restait à bâtir une pyramide aussi volumineuse que la première pyramide à degrés de Saqqarah, qui a nécessité la mise en oeuvre de 11 puits en parallèle pour être construite, mais ici il fallait être plus performant.

Grâce à l’augmentation considérable de la dimension des blocs par rapport à ceux de Saqqarah, dans la grande pyramide il ne restait que de l’ordre de 2 à 300 000 blocs à assembler, soit dix fois moins que dans la pyramide de Saqqarah pour faire ce volume. Il ne restait dans le planning que de l’ordre de 500 à 1000 jours pour terminer la pyramide, soit toujours le même rythme de 400 blocs par jour, soit environ 90 s par bloc.

Dès la pyramide de Meidum, l’architecture du flotteur a évolué en abandonnant le lourd contre poids, contre un guidage du flotteur par les parois du puits et de la cage multipliant par 4 le débit du flotteur par rapport à la première génération utilisée à Saqqarah.

Dans une pyramide lorsqu’on arrive au sommet, il ne reste que peu d’espace pour travailler, il fallait donc une section de cage aussi réduite que possible.

L’examen de l’assise 201 de la pyramide de Chéops, nous montre un bloc qui pourrait être le vestige du bouchage de la cage d’une section de l’ordre de 1 × 2,5 m.

Cette section pouvait permettre le passage d’un bloc de 4 t présent sur cette assise.

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Fonctionnement du flotteur:

Pour fixer les idées, prenons l’exemple d’un flotteur de 2 M² de section capable de lever une pierre de 4 t à 33 m de hauteur dans un puits de 37 m de profondeur. On admettra pour l’exemple que le poids moyen des blocs sur cette assise est de 2 t.

La tige qui prolonge le flotteur est faite en treillis qui peut bien peser de l’ordre de 50 Kg au mètre pour une section de 2 M², soit 1.5 t pour 33 m de portée et un volume de 2 M³. En construction marine une coque étanche pèse environ 25% de la charge transportée soit environ 1.5 t

L’ensemble de l’équipage mobile à vide pèse donc 3 t , il en aurait pesé de l’ordre de 30 avec la technologie de Saqqarah. Emportant une pierre de 4 t le flotteur en charge pesant 7 t devra donc déplacer un volume d’eau de 7 M³, soit une longueur du flotteur de l’ordre de 4 m.

Comme pour le flotteur de Saqqarah, il faut ajouter une jupe en partie basse pour faire une cloche d’un volume tel que l’air comprimé sous la cloche compense exactement le volume de la tige quand le flotteur s’enfonce.

Quand le flotteur est totalement coulé la pression absolue au niveau bas de la jupe est de 4.7 Kg/cm² à 37 m de profondeur, alors que flotteur en position haute elle n’est que de 1.4 Kg/cm² , il faut qu’entre ces deux positions le volume de la cloche d’air ait été réduit de 2 M³. Le calcul conduit à un volume de 1 M³ en position basse, 3 M³ flotteur en position haute, soit 4 M³ flotteur dans l’air, donc une longueur de jupe de 2 m pour la cloche d’air, il faut 7 M³ de flottabilité en tout donc la jupe se prolonge d’une coque étanche de 4 M³ soit 2 m de hauteur, soit en tout un flotteur de 4 m de hauteur.

Naturellement ces valeurs sont approximatives pour fixer les idées, dans la réalité l’ajustage aurait été beaucoup plus précis.

Dans la pyramide de Chéops, la hauteur d’assise atteinte par le troisième étage d’ascenseur est de 80 m, il en reste 66 pour arriver au sommet, donc avec 33 m de portée deux étages de flotteur submersible suffisent.

Chaque étage est donc fait d’un puits de 37 m de profondeur prolongé par une cage de 33 m, soit 70 m en tout, ce qui met le fond du puits du premier étage de flotteur submersible, ou quatrième étage d’ascenseur à 80 – 37 = 43 m soit le niveau du plancher de la chambre haute et le fond du puits du deuxième étage de flotteur submersible ou cinquième étage d’ascenseur à 76 m d’altitude.

Bien évidemment 2 M² de plateau ne peuvent porter que de l’ordre de 10 opérateurs au maximum, soit de l’ordre de 1 t de poids, le poids moyen du bloc étant de 2 t, il faudra placer les opérateurs sur deux niveaux , soit une charge de 20 opérateurs lestés à 100 KG = 2 t, alors qu’il en faudrait 4 t plus 100 Kg pour faire couler le flotteur.

Le moyen d’y parvenir est en fin de compte assez simple en utilisant des lingots de cuivre  pesant par exemple 50 Kg pièce, il en faudrait 40 + 2 => 2.1 t pour faire l’appoint.

Ces lingots se déplaçant entre le pas de chargement et l’assise, en cas de déficit de lingots sur l’assise, des « voyages » du flotteurs peuvent être prévus pour réapprovisionner l’assise avec les lingots stockés au niveau du pas de chargement par paquets de 2 t.

Comme le calepinage des assises est défini la veille de la pose des pierres, on connaît pour chaque jour, la pierre la plus lourde à élever.

Plaçons nous pour l’exemple à la 201 ième assise niveau 136 m, le poids du jour est donc de 4 t, le pas de chargement se situe au niveau 113 m, les pierres y sont livrées par le quatrième étage. La portée d’élévation du jour est donc de 136 – 113 = 23 m, le niveau d’eau dans le puits à été ajusté pour cette portée.

Le matin en fonction de ce qui s’est passé la veille, on trouve un certain nombre de lingots au niveau 80, au niveau 113 m et au niveau 136 m.

Au petit matin, les opérateurs des cinq étages soit de l’ordre de 400 ouvriers arrivent progressivement sur l’assise au niveau 136 m en grimpant sur des échelles posées le long des faces de la pyramide, en entrant sur le chantier, les opérateurs ont été lestés pour peser 100 KG. Les opérations de la veille avaient pris garde de laisser au niveau 136 au moins 42 lingots.

Ainsi, le poids du jour étant fixé à 4 t, le flotteur sera taré pour ce poids et le plateau sera chargé de 42 lingots, pour couler quand le 20 ième opérateur montera sur le plateau depuis la 201° assise.

Le flotteur coule, arrivé au niveau 113, le plateau est bloqué en position, les 20 opérateurs, vont descendre et procéder à la même opération avec l’étage inférieur, ils seront remplacés par 40 lingots pris au niveau 113, le plateau pesant 4 t remonte, une deuxième rotation va faire descendre 20 autres opérateurs et remonter 2 t de lingots, même chose à l’étage inférieur.

Le stock de lingots disponible au niveau 136 s’est accru de 2 t, pris au niveau 113, lui même réapprovisionné de la même valeur par le niveau 80.

Ainsi les opérateurs descendent progressivement par paquets de 20 à l’intérieur de la pyramide, et rechargent le stock de lingots des niveaux supérieurs, les opérateurs qui quittent les 2 ascenseurs à flotteurs coulés, lancent progressivement toujours en descendant les 3 ascenseurs à flotteurs oscillants, quand tous sont en état de fonctionner, les 150 opérateurs sont tous descendus et les premiers font déjà l’ascension de la pyramide. Les premiers étages peuvent commencer à faire monter les pierres qui de paliers en paliers vont arriver au niveau 80 puis 113.

Tant qu’il restera au moins 42 lingots au niveau 136 ou sur le plateau, on pourra faire monter les blocs à la suite.

Si les blocs à monter pèsent moins de 4 t  des lingots resteront sur le plateau pour faire l’appoint jusqu’à 4 t, si les blocs pèsent moins de 2 t, la différence à 2 t pourra en fonction du besoin, faire remonter des lingots.

Pesant 7 t et soumis à la force générée par un poids de 100 Kg, l’équipage mobile voit une accélération relative de 9.82 × 100 / 7000 = 0.14 m/s², la descente de 23 m va durer T = √ (2 × 23 / 0.14) = 18 s, sa vitesse d’arrivée sera de 18 × 0.14 = 2.5 m/s ou 9 km/H ce qui ne représente aucun danger pour les opérateurs.

Le cycle monté – descente dure 36 s . En ajoutant le temps de chargement et déchargement du plateau,  on passe largement dans le temps de 90 s  par bloc qui est le rythme du chantier.

A chaque mouvement il y a l’énergie cinétique de 100 kg qui est perdue sur 4 t de charge utile, soit un rendement énergétique de 97% au mieux, mais même si la charge « utile » n’était que de 1 t, il n’en serait pas moins de 90%.

Cet ascenseur rustique avec une seule pièce en mouvement, actionné manuellement, fournit pendant la monté chargé à 4 t une énergie de 4 × 9.82 × 23 = 900 KJ, ceci en 18 s ce qui représente une puissance instantanée de 50 KW!

Cependant le cycle moyen étant de 90 s et le poids moyen de 2 t, la puissance moyenne consommée dans la journée sera de 5 KW .

Pour arriver de zéro à 136 m toutes les 90 s cette pierre moyenne de 2 t, aura nécessité la mise en oeuvre d’une puissance de 30 KW, soit un effectif total d’environ 400 opérateurs à la manoeuvre sur les 5 étages de flotteurs de la pyramide, au rythme de 20 opérateurs sortant de la galerie d’entrée toutes les 90 s et prenant les échelles pour grimper avec leurs bras et leurs jambes sur l’assise 201 au niveau 136 m, puis redescendre en cascade les 5 étages d’ascenseurs.

On peut observer que les constructeurs avaient beaucoup de marges de manoeuvres pour optimiser leurs opérations.

En contre partie de la simplicité de cet ascenseur, une seule pièce en mouvement, comme TOUJOURS dans les pyramides on remarquera la précision d’exécution dans les poids mais aussi dans la maçonnerie des puits et cages, sans oublier la menuiserie du flotteur et de la tige.

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 à la bonne hauteur 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. Lire la suite

Apport d’énergie dans les ascenseurs

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

Le principe de l’apport d’énergie 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 l’ascension de l’assise en cours de construction à l’aide d’échelles. Lire la suite

Troisième étage: Chambre Haute

La clé de compréhension de cet étage est la Chambre des herses qui est une section du cylindre du troisième étage maquillée par les constructeurs quand la pyramide fut terminée.

Ce volume pouvait contenir un flotteur de 1 x 1.9 m de section, quand on le projette en hauteur, ce cylindre 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).

La forme de ce volume avec ses rainures parait adaptée à guider le coulissement du flotteur dans le cylindre.

Donc ce cylindre baigne dans 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 cylindre on percute le toit de la chambre basse 14 m plus bas au niveau 29 m, le niveau de départ pour les blocs étant 60 m (niveau d’arrivée du deuxième étage), le haut du cylindre doit se trouver 2 m plus bas (montée à la volée) à 58 m, soit une longueur de cylindre maximum de 29 m.

Mais le plafond de la chambre haute est seulement à la cote 49 m, 9 m plus bas que le haut du cylindre 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.

Le niveau d’eau dans les conduits obliques (dits de « ventilation ») est aussi à la cote 58 m.

De 29 à 58 m on peut avoir une colonne d’eau de 29 m dans le cylindre donc une portée à vide de 29 m pour un flotteur de la même longueur, ce qui donne une altitude maximum théorique de 58 + 29 = 87 m, on en rabat 2 m pour éviter de faire sortir le flotteur du cylindre par inadvertance, ce qui donne 85 m à vide maximum, donc les 80 m en charge sont assurés.

En résumé, le circuit d’eau est fait de la chambre de 50 m² de section, de deux conduits en biais d’alimentation en eau qui vont sur l’assise et d’un cylindre = la chambre des herses, qui prend son eau dans le conduit de liaison entre la chambre haute et la grande galerie, boyau obturé par « le sarcophage ».

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.

Manoeuvre-Vanne-O

Le remplissage en eau de cette chambre se faisait par les conduits qui donnent sur l’assise, on fait monter le niveau d’eau dans le cylindre jusqu’à la cote 57.5**.

Le flotteur mesure 29 m, à la course maximum il est a moitié immergé dans le cylindre, il repousse donc 14.5 m de colonne d’eau et doit donc peser 14.5 x 1.9 = 27.6 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  1.9 x 27 = 51 M3 d’eau ce qui varier de 1 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 0.5 m mais à contrario, au point bas, il monte de 0.5 m, il faut donc déplacer le point d’équilibre statique de 0.5 m vers le bas et perdre 1 m de course à vide, ce qui donne 84 m au lieu de 85 m.

Pesant  27.6 t, la course utile à vide sera de 84 – 60 = 24 m pour 20 m de course en charge, cet élévateur peut accepter un bloc pesant encore  5.5 t pour le poser à 80 m de hauteur.

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 ne servira donc qu’à remplir 13% de la pyramide soit environ 4 à 500 000 blocs.

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

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 32 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 de la structure 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 140 m de pierres cela revient à construire un bathyscaphe en pierre plongeant à 350  m de profondeur!

Sous ces pressions c’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, 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 posé, l’oscillateur de « la chambre de la reine » 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 du toit de la chambre de la reine à + 24 m d’altitude.

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 65 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.
Le niveau d’eau dans la chambre basse est fixé par le déversoir qui communique avec le puits de service à 21 m, c’est le niveau  de la mi_hauteur du couloir horizontal qui relie la chambre au volume commun entre la grande galerie et la galerie ascendante.
La mission de cet étage sera de lever les pierres amenées par le premier étage au niveau + 27 m, jusqu’au niveau + 60 m, soit une portée encore inégalée de 33 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 il faudra les élever à + 50 m.
Dans sa conception dépouillée et simple, cet étage est un « monstre » de performance, la quintessence du savoir faire en ascenseurs hydrauliques de la IV dynastie.

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Ascenseur de la grotte

Description:

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

la grotte souterraine est alimentée 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 116 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 cylindre vertical placé pratiquement au centre de la pyramide de section 2 × 2 m qui prend son eau depuis la galerie descendante à l’entrée de la grotte au niveau – 28 m et qui monte jusqu’au niveau + 3 m.

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

La longueur du cylindre sera donc de 28 + 3 = 31 m. Dans ce cylindre prend place un flotteur en bois de 31 m de long fait en menuiserie de marine de la même section que le cylindre mais avec un jeu suffisant permettant en cas de besoin, le coulissement avec une étanchéité apportée par une jupe.

Ce flotteur doit être assez rigide pour pouvoir soulever une charge allant jusqu’à 65 t, il est creux ses parois font autour de 10 cm d’épaisseur, tel que, il pèse environ 24 t mais peut contenir du lest fait de lingots de cuivre en son intérieur en partie basse.

Un accès est donc ménagé en partie haute pour pouvoir introduire et enlever le lest en fonction du besoin.

La course à vide théorique maximale de ce flotteur sera donc de 31 m, mais sera limitée à 29 au maximum, pour éviter que le flotteur ne sorte du cylindre.

Partant du niveau + 3 m au point bas, le point haut du mouvement à vide sera donc de 29 + 3 =  32 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 partir de + 3 m il faudra apporter une étanchéité entre flotteur et cylindre pour éviter que l’eau ne s’écoule par le haut du cylindre.

Il y a au dessus de l’entrée de la galerie descendante, protégé par un double toit à double pente un volume  qui fait 3 à 4 m de large, 5 m de haut et probablement 6 à 8  m de profondeur, qui pourrait contenir toute l’eau de la partie en pente de la galerie descendante soit environ 93 M3 auxquels il convient d’ajouter 10 m de hauteur d’eau dans la galerie ascendante soit 27 M3 ce qui peut faire 120 M3 en tout.

Si la largeur intérieur du volume faisait 4 m, sa profondeur ferait 6 m.

Le projet Scan Pyramid a trouvé un vide en ce lieu.

Cette variation lente du niveau du circuit d’eau ne servait pas pour hisser les pierres une à une**, mais pour régler le niveau d’élévation du flotteur oscillant en fonction des assises.

**Sauf exception pour les mégalithes du toit de la chambre basse.

Enfin, l’entrée de la galerie descendante est faite de telle façon que l’on puisse l’obturer par une vanne, car le niveau d’eau dans le circuit pouvait être porté jusqu’à + 21 m en remplissant la galerie ascendante qui communiquait alors avec cette entrée.

En partie haute du cylindre vertical, placé dans une salle recevant les blocs amenés par la galerie d’accès, se tenait le seuil de chargement à + 5 m.

Le seuil de chargement plus haut de 2 m du haut du cylindre permet de disposer du temps nécessaire pour faire le chargement des pierres sur le plateau porteur « à la volée »

Ce seuil de chargement recevait un plateau  qui portait les charges jusqu’à leur hauteur de destination en passant dans une cage d’ascenseur prolongeant le cylindre à l’intérieur de la pyramide.

Cette 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 mégalithes du toit de la chambre haute dont la plus petite section au sol était de 1.74 pour la largeur et  2.8 m en longueur, pour laisser une marge elle ne devait pas être loin de 2 x 3 m, 6 M² de section.

 

La mission de ce monte charge, ne s’arrêtera pas en hissant jusqu’à 27 m les pierres de construction, il devra monter à 24 m les mégalithes de la chambre basse et aussi mais plus tard, il devra hisser jusqu’à la hauteur de 60 m les mégalithes du toit de la chambre haute (et du complexe mortuaire), puis plus tard, pyramide terminée, il servira à conduire le roi dans sa dernière demeure.

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, le seuil de chargement se trouve dans une chambre orientée Ouest-Est de l’ordre de 8 m de long, pas plus de 5 m de large, 8 m de hauteur protégée par un toit à double pente.

Chambre Chargement

Cette chambre est au bout de la galerie d’accès des blocs dont l’entrée se trouve 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 la chambre de chargement par une rampe qui élève son niveau de 5 m qui est le niveau du seuil de chargement.

Cette rampe est destinée à ralentir puis stopper les blocs qui ont fait un trajet de 115 m dans la galerie en toute autonomie sur leur roulement, lancés par un toboggan depuis une hauteur légèrement supérieure à 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 5 m au niveau 6.1 m pour remplir la sixième assise, puis s’élever progressivement jusqu’au niveau le plus élevé qui lui soit accessible en charge.

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 d’altitude, ce qui est le niveau du point haut du cylindre.

Rappel: ces 2 m de différence de niveau entre le point bas du flotteur et le point bas du plateau porteur de blocs sont là pour donner du temps au chargement des blocs à la volée.

A la course maximale à vide qui est de 29 m d’élongation, le point haut du flotteur atteint 32 m d’altitude, le point d’équilibre statique étant à mi-course se situe à la cote 32 – (29/2) = 17.5 m, le point bas du flotteur à la cote 17.5 – 31 = – 13.5 m.

Le niveau d’eau maximum dans le circuit est à la cote + 17 m quand la seule galerie descendante est en service, mais peut atteindre + 21 m quand la galerie ascendante est terminée.

Donc la colonne d’eau maximum pouvant se trouver sous le flotteur fera 13.5 + 21 = 34.5 m

Faisant 4 M² de section, à sa course maximum le flotteur pourra peser au maximum 138 t.

La maçonnerie « ordinaire » de remplissage au dessus du premier étage ne doit plus dépasser un poids de 6 t.

Cependant dans la chambre haute en granite, il se trouve dans la maçonnerie de ses murs, un linteau sur l’entrée de 3 x 2.4 x 1.3 pesant 23 t,  et des blocs de 12 t.

On verra par la suite que ce flotteur aura deux procédures de fonctionnement: La procédure « ordinaire » et la procédure des mégalithes.

Dans la procédure ordinaire le niveau d’eau dans le circuit est à 3 m, la colonne d’eau à équilibrer au point d’équilibre statique est donc la demi hauteur du flotteur soit 15.5m, ce qui pour une section de 4 M² demande un poids de 62 t, donc 38 t de lest à rajouter en partie basse du flotteur.

Le point de reprise des blocs par le deuxième étage étant à 27 m,  le point de chargement à 5 m, la course en charge est donc de 22 m pour 32 – 5 = 27 m à vide. On peut connaître le poids maximum en charge à cette hauteur car le produit poids à vide = 62 t par la course à vide = 27 m est égal à course en charge = 22 m par poids en charge = 76 t, soit une charge maximum de 14 t pouvant être élevée à 27 m en partant du niveau 5 par un chargement à la volée.

14 t est donc la limite en hauteur d’élévation en charge du premier étage dans la procédure « ordinaire ».

Tous les poids dépassant cette limite nécessiteront la procédure « mégalithe »

La procédure mégalithe pourra porter le niveau d’eau dans le circuit à la cote 21 m en installant une étanchéité flotteur/cylindre.

Cette étanchéité est une force en terme de poids soulevé, mais une faiblesse en terme de fiabilité, elle ne sera donc utilisé que pour les blocs entrant dans la classification mégalithe soit de 100 à 200 blocs en tout.

Nous venons d’examiner les conditions de fonctionnement aux limites, pour les assises inférieures, il suffira de faire monter progressivement le niveau d’eau du circuit et l’amplitude des oscillations

Avec une immersion de 15.5 m à l’équilibre statique, la période d’oscillation du flotteur est de 7.9 s

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

 

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 submersibles 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 la taille monstrueuse des blocs posés sur les toits de la chambre haute, 65 t à 60 m d’altitude.

En flotteur submersible, il aurait fallu faire descendre sur le plateau 65 t d’opérateurs pour monter 65 t de mégalithe, soit un effectif de 650 opérateurs lestés à 100 Kg à faire tenir sur le plateau d’un flotteur, les constructeurs y ont renoncé, au profit d’un flotteur oscillant qui permet de diminuer dans de grandes proportions le nombre d’opérateurs devant être placés sur le plateau.

Ce flotteur pour fonctionner correctement nécessite la présence dans le circuit d’eau d’un réservoir dont la surface d’eau libre fait de 20 à 30 fois la section du flotteur.

Que trouve-t-on dans la pyramide de Chéops pour les chambres alimentant les 3 étages du monte charge?

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

L’analyse de la chambre des herses = seul vestige de puits visible dans cette pyramide, permet d’estimer avec une faible marge d’erreur un flotteur de section 1 × 1.95 m.

Les constructeurs avaient leurs normes et un ratio aussi important que le rapport section du flotteur à la section de la chambre se devait d’être respecté, ce qui permet de pronostiquer, pour la chambre basse un flotteur de section 2.5 M² et 4 M² pour le premier étage.

Ceci est tout à fait logique, car les pierres les plus lourdes sont en bas et plus la section du flotteur est grande plus sa capacité en charge est élevée.

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 tout près du mur est de cette chambre, celui du deuxième étage étant alimenté en eau par le corridor sous la niche qui a été bouché par les constructeurs, pyramide terminée.

La pyramide nous indique elle même la hauteur de levage de chaque étage par la hauteur des « canaux de ventilation » dont ceux du troisième étage débouchant à 80 m au dessus de la base.

On peut aisément en déduire puisqu’il reste à partir de ce niveau encore 66 m à construire (le volume de la pyramide de Saqqarah) que deux étages au moins sont encore à découvrir, qui ont très probablement utilisé la solution du flotteur submersible deuxième génération, moins performante en débit, mais il ne reste plus que 7% du volume à poser, par contre très peu encombrante alors que l’assise se rétrécit rapidement.

Ainsi:

  • Le troisième étage, celui de la chambre haute pose les pierres jusqu’à 80 m de hauteur
  • Le deuxième étage, celui de la chambre basse hisse les pierres jusqu’à 60 m
  • Le premier étage, celui de la grotte souterraine les monte jusqu’à 28 m à partir de la base de la pyramide, car c’est la hauteur à laquelle faut pouvoir élever des blocs pour finir la chambre haute et la mettre en service.

Chaque étage est constitué d’un cylindre contenant un flotteur, prolongé par une cage.

Quand le monte charge du premier étage est arrivé au bout de sa portée, le deuxième étage prend la relève et ainsi de suite jusqu’au sommet.

La cage de l’étage précédent donnant les pierres au monte charge de l’étage suivant.

Le premier étage du monte charge, aura donc élevé la totalité des pierres qui sont dans la pyramide à l’exception de celles des 5 premières assises qui ont été construites avec une procédure particulière avant sa mise en service.

En particulier il aura été capable de porter à 60 m d’altitude tous les mégalithes en granite du toit de la chambre haute, sa cage monte donc jusqu’à cette hauteur et sa section est au moins de 2 x 3 m qui est 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 – 28 m sous la surface et s’élève jusqu’au niveau 60, cheminée de 88 m de long, est aussi la voie d’accès au complexe mortuaire dont le plancher 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 de la base de la face orientale au pas de chargement du premier étage du monte charge.

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.

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 un magnifique double toit à double pente.

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’on sondée qu’un infime 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:3EtagesMonteCharge-CM

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.