La rampe linéaire à contrepoids

La fonction de la grande galerie

La construction de la grande galerie a du demandé beaucoup de temps et d'effort aux Egyptiens, compte-tenu de l'importance de la salle et du soin apporté à sa réalisation, mais les Egyptologues s'interrogent encore sur son rôle exact (esthétique, utilitaire, religieux).

Il existe cependant une théorie pour expliquer la présence de la grande galerie, consistant à poser que celle-ci faisait partie d'une rampe linéaire. En effet, l'aspect de la salle donne à penser que des traîneaux ont été tirés dans cette galerie.

Cependant, la pente est trop importante ( 50%) pour que des hommes aient pu tirer les traîneaux manuellement. J'en ai donc déduit qu'il avait existé un mécanisme permettant de tirer les traîneaux. La première idée qui m'est alors venu à l'esprit est une poulie placée en haut de la galerie mais les Egyptiens n'avaient pas la technologie nécessaire pour réaliser une poulie solide. Il existe cependant un autre objet qui pourrait jouer le rôle de poulie : Il s'agit de poutres polies en pierre ou en bois fixé aux deux parois de la galerie, et sur lequel glisseraient les cordes.

L'arrivée des traîneaux sur le chantier

Pour faciliter le déplacement des traîneaux sur le chantier (mais il existe aussi d'autres raisons...), la partie basse de la rampe linéaire est construite progressivement, au fur et à mesure de la montée des assises. Seul la grande galerie et son mur de soutènement sont construits entièrement, avant même la pose de la première assise. (l'ensemble mesure 48 m de hauteur et 40 m de longueur environ)

Les routes de montagne intérieures

Une fois les blocs de pierre des premières assises déposés sur une hauteur de 20 m, deux "routes de montagne" (de couleur rouge brique sur le dessin) permettant d'atteindre le sommet de la grande galerie sont construites autour de celle-ci.

Cependant, un espace libre est laissé sous la nacelle, de façon à ce que celle-ci puisse toujours descendre le plus bas possible.

La fin de la construction

Pour hisser les très lourdes poutres situées dans les chambres de décharge, les Egyptiens ont construit une nouvelle route de montagne à la fois très large et en pente douce (8 à 10 %) autour des assises construites précédemment.

Cette route pourrait débuter côté est, à proximité de la chaussée monumentale sur laquelle sont transportés les blocs de granit (voir theorie(suite) pour plus de détails).

Enfin, la construction s'achève par la réalisation d'une petite pyramide à 70 m de hauteur environ (non représentée sur le dessin).

Remarques:





figure 1: Le monte-charge archaïque


figure 2: Un funiculaire

Sur la terre ferme, pour que les longues files de haleurs aient toujours de la place à l'avant des lourds traîneaux, il pourrait être préférable de faire commencer la route de montagne à une extrémité de la face est :

L'arrivée des traîneaux sur la pyramide

Pour hisser les traîneaux sur la rampe, les Egyptiens ont pu se servir d'un monte-charge archaïque un peu comparable à nos funiculaires modernes (cf. figure 1 et 2); En effet, tout comme les passagers qui sont à l'intérieur de ce type de train, le bloc de pierre sur son traîneau reste bien droit sur le monte-charge pendant toute la montée.

Description des opérations

Le traîneau provenant de la carrière est d'abord déposé sur le monte-charge. Ensuite, des hommes placés dans la grande galerie remontent la nacelle du système de contrepoids vers 30 m d'altitude et d'autres hommes la relient à l'avant du monte-charge. Lorsque la nacelle est suffisamment lestée, celle-ci retombe alors tandis que le monte-charge portant le traîneau est hissé en haut de la rampe. Une fois que celui-ci est arrivé tout en haut, les ouvriers tirent le traîneau sur la dernière assise pour l'évacuer (c'est facile puisque le traîneau est horizontal) puis détachent les cordes

Figure 1

Figure 2: Dépose d'un bloc

Le placement des blocs de pierre (1)

Une fois sur la pyramide, des ouvriers halent le traîneau sur l'assise en le faisant glisser sur du limon humide puis ils le hissent en haut d'une rampe parallèle à la rangée au bout de laquelle le bloc doit être déposé (cf. figure 1).

Je suppose qu'à la carrière, le bloc de pierre avait été posé sur des rondins sur son traîneau :

De cette façon, les ouvriers peuvent l'évacuer par le côté puis le pousser sur un tapis roulant posé sur une route en dévers. Au bout de cette route, le bloc se retrouve sur une rampe descendante sur laquelle est installé un autre tapis roulant dirigé dans une autre direction. Les ouvriers doivent donc soulever le bloc avec des leviers pour pouvoir modifier l'orientation des rondins.

Des butées empêchent les rondins de redescendre la pente. De plus, ils sont enduis de graisse de façon à pouvoir facilement tourner sur eux-mêmes lorsque la pierre glissera dessus.

A présent, les Egyptiens dévalent la pente en poussant le bloc (cf. figure 2). En bout de rampe, la pierre quitte le tapis roulant et 'atterrit' sur le sol recouvert d'un enduit glissant. Sa vitesse lui permet alors de se placer tout contre sa rangée.

Le placement des blocs de pierre (2)

figure 1

a/ Comment placer une pierre sur une rampe très inclinée

Tout d'abord, le traîneau portant le bloc de pierre est installé dans une position légèrement décalée (vers la droite sur le dessin) sur un ascenseur oscillant maintenu horizontalement grâce à 2 cordes (cf. figure 1). La pierre est reliée par des cordes un peu lâches à un traîneau-contrepoids rempli de gravats.

Puis la corde de gauche reliant l'ascenseur au sol est dénouée, ce qui fait que l'ensemble bascule vers la droite. Les cordes qui relient le bloc au traîneau-contrepoids se tendent alors au cours de la chute et la retiennent.

Ensuite, des gravats sont retirés du traîneau-contrepoids, ce qui permet au bloc de pierre de glisser sur la rampe :

b/ Le placement de la pierre

Lorsque le bloc est arrivé en bas de la rampe, les ouvriers détendent un peu les cordes en rapprochant le traîneau-contrepoids puis ils tirent sur le bloc pour le faire pivoter.

Comme la rampe est très inclinée, la pierre est proche du basculement et il suffit donc d'un petit effort pour la faire tourner.

Pendant la rotation, si le bloc prend trop de vitesse, les ouvriers retiennent le traîneau-contrepoids pour le freiner. Il existe aussi la possibilité de relier la pierre à une file de traîneaux raccordés entre eux par des cordes un peu lâches (de cette façon, la corde exerce une traction de plus en plus forte sur le bloc au cours de la rotation).

Remarque à propos du a/

La pierre devrait être bien plus inclinée après le basculement de l'ascenseur si celui-ci est placé sur une route semi-descendante :

L'évacuation des poutres de la grande galerie

Tout d'abord, une des 12 poutres composant le toit de la chambre de la Reine est hissée aussi haut que possible à l'intérieur de la grande galerie grâce à la rampe linéaire à nacelle-contrepoids. Puis l'architecte s'est servi d'un autre système de contrepoids pour déplacer la poutre jusqu'en haut de la grande galerie, l'évacuer par le haut et la déposer sur la partie arrière de la pyramide. Ce système a consisté en un traîneau-contrepoids que des ouvriers pouvaient remplir de gravats et qui descendait sur une route construite sur la face arrière de la pyramide.

Tout en haut de la grande galerie, un dispositif permet de placer le traîneau sur un plan horizontal (auparavant, il était sur un plan incliné à 50%). Ceci permet de haler ensuite dans de bonnes conditions le traîneau sur un pont posé (temporairement) au-dessus du vide et de le déposer sur la partie arrière de la pyramide.

Après, on recommence les mêmes opérations avec la poutre suivante.

figure 1

figure 2

La pose des poutres sur le toit de la chambre de la Reine

Pour pouvoir installer une poutre sur le toit, je pense qu'il est nécessaire de la déposer dans une position proche de la verticale sur le bac à sable (voir figure 1). En effet, si au contraire la poutre était posée horizontalement sur le bac alors elle y irait rapidement cogner contre le mur et se coincer dans cette position.

Comme certaines poutres du toit sont inclinées vers l'arrière de la pyramide tandis que d'autres sont inclinées vers la grande galerie, il est nécessaire de procéder en deux étapes et construire deux rampes différentes dans la chambre de la Reine pour réceptionner les poutres. De plus, pour que la poutre soit finalement inclinée vers l'arrière de la pyramide, il faut la rabattre vers la grande galerie en tirant dessus avec des cordes après que celle-ci ait été déposée verticalement sur le bac (voir figure 2).

La pose des poutres sur le toit de la chambre du Roi

Poutre inclinée grâce à un ascenseur oscillant géant

Pour placer ces poutres dans une position inclinée, les Egyptiens utilisent la méthode décrite dans Le placement des blocs de pierre (2).

Un système pour hisser le pyramidion

Après que le toit de la chambre du Roi ait été installé, le pyramidion est tracté sur la route de montagne puis déposé au-dessus de ce toit, en plein dans l'axe de la pyramide (cf. figure ci-dessus).

Pour hisser le pyramidion 70 m plus haut, les Egyptiens ont pu employé la 'méthode de l'ascenseur'.

Description de la méthode

Tout d'abord, le pyramidion est tracté au bord d'une marche (cf. figure 1). Puis les ouvriers placent des gravats sur son côté gauche pour le faire pivoter(cf. figure 2). Ensuite, ils placent des dalles sous la partie droite du traîneau, très près de l'axe de rotation (cf. figure 3) et ils déposent des contrepoids sur le côté droit du pyramidion. A partir d'une certaine masse, le pyramidion est déséquilibré et retombe en arrière (cf. figure 4). Les ouvriers déposent alors des dalles sous la partie avant et à côté du nouvel axe de rotation (cf. figure 5) puis retirent les gravats et les déposent sur le côté gauche: Le pyramidion bascule alors vers l'avant (cf. figure 6) et on recommence...

Remarques:

Lorsque les dalles ont atteint une certaine hauteur, celles-ci sont remplacées par les blocs de pierre constituant les assises.
Il existe une méthode intermédiaire entre la méthode de l'ascenseur et l'ascenseur oscillant, instrument connu des Egyptiens au Nouvel Empire. Cela consiste à se servir d'un traîneau dont la face inférieure a la forme d'une marche d'escalier :

Le problème avec cette méthode c'est que le traîneau a tendance à se courber lorsqu'il est placé au-dessus du vide. Pour remédier à cela, les ouvriers insèrent de force des dalles ayant en partie la forme d'un coin en différents endroits sous la partie avant puis ils retirent ces dalles (sauf évidemment celles qui se trouvent près de l'axe de rotation) et font basculer le traîneau vers l'avant à l'aide des contrepoids (cf. figure 6).

La route de montagne extérieure

Escalier géant

Le halage des très lourds traîneaux sur la route de montagne pose beaucoup de problème, en particulier près des virages, car il y a très peu de place pour les ouvriers. Cependant, il existe une méthode pour arriver à déplacer des pierres très lourdes sur cette route, et cela même dans les tournants.

Celle-ci consiste tout d'abord à construire un escalier géant comme sur la figure ci-dessus, chaque marche de l'escalier mesurant 2 à 3 m de hauteur. De plus, les faces supérieures des marches sont légèrement inclinées et recouvertes d'un tapis roulant.

Ensuite, le traîneau est halé au bas de la première marche situé au niveau du sol et il est hissé verticalement grâce à la 'méthode de l'ascenseur' (cf. Un système pour hisser le pyramidion ). Arrivé en haut, le traîneau est alors replacé sur ses rondins, lesquels se trouvent sur une route légèrement descendante qui conduit jusqu'à la seconde marche, et il est halé jusqu'au bas de celle-ci. Et ainsi de suite...

La fin de la construction

Rampe hélicoïdale en briques

En même temps que les lourdes poutres sont hissées sur le grand escalier (ce qui prend sans doute quelques mois), une rampe hélicoïdale en briques crues est construite sur les assises de la pyramide, juste à côté de la route de montagne.

Ensuite, les Egyptiens terminent la construction de la partie inférieure de la pyramide située à moins de 70 m de hauteur en comblant les vides à l'aide de pierres (vraies ou fausses). En même temps, ils construisent la partie centrale de la petite pyramide qui débutent à partir de 70 m de hauteur, mais avec de vraies pierres qui sont transportées sur la rampe en briques.

Enfin, une fois la partie inférieure de la pyramide terminée, les ouvriers peuvent alors poser les pierres périphériques des assises situées à plus de 70 m de hauteur. Ces pierres sont fausses pour des raisons de commodité (et ainsi il n'y a pas à prolonger la rampe en briques).

Remarque :

En ce qui concerne les blocs de calcaire du revêtement, je ne sais pas trop si ceux-ci sont posés au fur et à mesure de la construction ou bien au contraire tout à la fin (mais ce serait alors de fausses pierres).

La construction du coeur de la petite pyramide

Figure 1 : Rampe linéaire à traîneau-contrepoids

Figure 2: Association de 2 rampes linéaires à traîneau-contrepoids

Les pierres sont donc amenées à 70 m de hauteur sur une rampe hélicoïdale en briques crues construite sur les assises de la pyramide, près de la route de montagne (cf. La fin de la construction).

Pour hisser les traîneaux encore plus haut, les Egyptiens construisent progressivement, en même temps qu'ils posent les nouvelles assises, deux rampes linéaires en brique de pente 10% près de l'un des axes de symétrie de la pyramide et situées d'un côté et de l'autre du pyramidion :

Lorsque les rampes ne peuvent plus être prolongées, les Egyptiens accentuent progressivement leur pente (qui dépassent donc les 10%) et ils relient les traîneaux à hisser à deux traîneaux-contrepoids remplis de gravats placés sur deux autres rampes construites à l'arrière sur les assises (cf. figure 1).

Lorsque les pentes des rampes ne peuvent plus être augmentées, les Egyptiens construisent deux autres rampes linéaires de pente 10% parallèles aux rampes précédentes, de sens opposé et débutant là où la précédente se terminait. Ensuite, lorsque les rampes ne peuvent plus être prolongées, les ouvriers accentuent leurs pentes et relient les traîneaux à des traîneaux-contrepoids comme précédemment (cf. figure 2).

Et ainsi de suite... (éventuellement)

A la fin, la rampe en briques est désinstallée et des fausses pierres sont coulées à cet endroit pour combler l'espace vide. Egalement, le pyramidion est hissé jusqu'au sommet grâce à la méthode de l'ascenseur.