Chargement des pierres à la volée

Le flotteur oscillant est en mouvement permanent, il ne peut pas s’arrêter pour charger et décharger les pierres, il faut donc l’équiper d’un système de chargement « à la volée » c’est à dire faire monter la pierre sur le plateau au point bas du mouvement et l’évacuer au point haut.

Le problème le plus facile est le point haut, car en perdant un cycle, c’est à dire de l’ordre de 8 s, il suffit de retenir le plateau sur des cales anti retour au point haut, alors que le flotteur redescend. On dispose alors d’un cycle pour évacuer le bloc avant que le flotteur vienne reprendre le plateau.

Mais le point bas ne nous offre pas cette facilité, néanmoins le mouvement de nature sinusoïdale du plateau est une aide importante pour faire cette opération.

En perdant un peu de hauteur de levage, on peut immobiliser le plateau avant son arrivée au point bas du mouvement sinusoïdal, on dispose ainsi d’un temps fonction sinusoïdale de la longueur de course perdue pour faire entrer le bloc sur le plateau immobilisé.

Sur une course totale de 30 m en perdant 1.5 m, le temps gagné ainsi n’est que de l’ordre de 1.14 s, ce qui est très peu, pour déplacer un bloc de 7 t d’une longueur de 1** m pour le charger sur le plateau.

**Sur l’assise pour les poser, sur leur emplacement définitif, les pierres basculent de 90° toutes seules sous l’effet de leur énergie cinétique, elles voyagent donc toujours posées sur la face correspondant à l’épaisseur de l’assise, qui ne dépasse jamais 1 m.

La solution élégante digne du frontispice du bureau d’étude de la pyramide: audacieuse, simple, efficace, fiable, peu coûteuse est d’utiliser une fois de plus les services GRATUITS de la pesanteur dans sa loi sur la chute des corps.

Par exemple dans le principe suivant, la charge posée sur son roulement est centrée sur une dalle elle même posée sur une arête de pivotement, cette dalle sert de plate forme de lancement, étant juste en équilibre, une force très faible la fait basculer.

Volée

Quand le plateau arrive, il accroche cette dalle qui pivote vers lui, puis il se pose sur son support de chargement lui même en pente, le flotteur continue sa course de 1.5 m vers le bas, il sera de retour dans 1.14 s pour reprendre le plateau.

Le bloc accélère sur la pente ainsi crée et passe en 1 s sur le plateau, son mouvement en fin de course est stoppé par une butée, une fraction de seconde plus tard le flotteur reprend le plateau dans son mouvement d’ascension.

Chargement Volée

1.5 m représente 1/10 de l’élongation de la 1/2 course, ce qui correspond à un angle de 26°, soit 52 ° avec le retour, avec une période de 7.9 s cela correspond à un temps de 1.14 s.

Si au lieu de 7.9 s la période avait été de 10 s, pour disposer du même temps la course perdue n’aurait été que de 0.9 m a lieu de 1.5.

On comprend l’intérêt d’avoir des oscillations à très basse fréquence. Mais la période d’oscillation ne dépend que de la longueur immergée du flotteur, qui elle est étroitement liée à la portée maximum de l’élévation, d’où la recherche d’une portée aussi grande que possible, limitée par la capacité technologique de l’époque pour construire des flotteurs très longs. Leur limite a été 34 m de longueur pour un poids de l’ordre de 70 t, ce qui fait déjà un beau bateau, mais vertical!

Pour l’évacuation même principe, mais au lieu de disposer de 1.14 s on dispose de tout un cycle pour faire le mouvement soit 7.9 s.

 

Conditions pour déplacer une charge sur 1 m en 1 s en utilisant l’accélération de la pesanteur:

En utilisant la formule classique de la chute d’un corps sur une pente P le temps du mouvement T = √(2 × L / (G × P)) fixant T et L il faut rechercher la pente qui satisfait à la condition P = 2 x L / (G × T²)

Pour T = 1 et L = 1 m, la valeur de la pente est de 0.20 ou 20%.

Il y a dans ce calcul une marge de sécurité, car il suffit que le premier rouleau du deuxième patin soit sur le plateau au moment où le flotteur reprend celui-ci, ce qui fait gagner 20 cm de course, le temps critique passe alors à 0.9 s.

Il fallait rajouter 1 % de pente pour tenir compte de la résistance à l’avancement du patin autonome soit 21% de pente finale et donc une hauteur de l’arête centrale de basculement de 10.5 cm pour une longueur de plateau de lancement de 1 m.

 

Utilisant couramment ce procédé d’accélération par la pesanteur pour faire se transporter leurs pierres, les anciens égyptiens ne se seraient pas embarrassés de calculs, ils avaient certainement préalablement élaboré expérimentalement des tableaux de correspondance entre la pente d’une rampe, la longueur du parcours et le temps. Le « trial passage » aurait pu être utilisé pour la mise au point précise.

La vitesse d’arrivée du bloc une fois en place est de V = √ ( 2 × G × H), la hauteur de chute est celle de la pente de la plate forme de lancement 10 cm plus l’équivalent sur le plateau du flotteur soit 0.2 m.

avec H =0.2 m  la vitesse d’arrivée est de 2 m/s ou 7.2 KM/H, si le bloc pèse 7 t son énergie cinétique sera de 14 KJ qui devra être absorbée par une solide butée fixée sur le pas de chargement.

Vidéo de la maquette preuve du concept, parcours de 1 m départ arrêté en 1.4 s avec une pente de 10%, ce qui correspond à 1 s avec une pente de 20%.

On peut remarquer que cette énergie donnée à la pierre pour monter à la volée sur le plateau est donnée par la pesanteur terrestre (mais il a fallu préalablement payer en élevant la pierre!).

Il est inutile de rappeler que ce temps de montée à la volée est indépendant de la masse du bloc, que celui ci pèse 33 t ou 300 KG, il sera toujours 1 s, par contre elle dépend de la longueur du véhicule qui doit entrer sur le plateau qui elle est fonction de la hauteur des assises qui ne dépasse jamais 1 m au delà de la septième assise..

Pour que ce principe fonctionne avec succès, il est NÉCESSAIRE que les blocs se déplacent sur roulement de façon que le frottement soit acceptable.