Construire les pyramides à partir de blocs de pierre extrayésmodifier
L’un des principaux problèmes rencontrés par les premiers constructeurs de pyramides était la nécessité de déplacer d’énormes quantités de pierre. La tombe de la douzième dynastie de Djehutihotep a une illustration de 172 hommes tirant une statue en albâtre de lui sur un traîneau. La statue est estimée à 60 tonnes et Denys Stocks estime que 45 travailleurs seraient nécessaires pour commencer à déplacer un bloc lubrifié de 16 300 kg (35 900 lb; 16,3 t), ou huit travailleurs pour déplacer un bloc de 2 750 kg (6 060 lb; 2,75 t). Dr. R H G Parry a suggéré une méthode pour rouler les pierres, en utilisant une machine en forme de berceau qui avait été excavée dans divers temples du Nouvel empire. Quatre de ces objets pourraient être montés autour d’un bloc afin qu’il puisse être facilement roulé. Des expériences réalisées par la Société Obayashi, avec des blocs de béton de 0,8 mètre carré sur 1,6 mètre de long et pesant 2,5 tonnes (2 500 kg; 5 500 lb), ont montré comment 18 hommes pouvaient traîner le bloc sur une rampe inclinée de 1 sur 4, à un rythme de 18 mètres par minute (1 pi / s). Cette idée a déjà été décrite par John Bush en 1977 et est mentionnée dans la section Remarques de clôture du livre de Parry. Vitruve dans De architectura décrit une méthode similaire pour déplacer des poids irréguliers. On ne sait toujours pas si les Égyptiens ont utilisé cette méthode mais les expériences indiquent qu’elle aurait pu fonctionner en utilisant des pierres de cette taille. Les égyptologues acceptent généralement cela pour les blocs de 2,5 tonnes principalement utilisés, mais ne sont pas d’accord sur les méthodes utilisées pour les blocs de 15 tonnes et plus et plusieurs blocs de 70 à 80 tonnes.
Comme les pierres formant le noyau des pyramides étaient grossièrement taillées, en particulier dans la Grande Pyramide, le matériau utilisé pour combler les lacunes était un autre problème. D’énormes quantités de gypse et de gravats étaient nécessaires. Le remplissage n’a presque pas de propriétés de liaison, mais il était nécessaire de stabiliser la construction. Pour fabriquer le mortier de gypse, il a fallu le déshydrater par chauffage qui nécessite de grandes quantités de bois. Selon les égyptologues, les découvertes de David H. en 1984 et 1995. Les projets de radiocarbone des pyramides de Koch peuvent suggérer que l’Egypte a dû dépouiller sa forêt et ferrailler chaque morceau de bois qu’elle avait pour construire les pyramides de Gizeh et d’autres pyramides encore plus anciennes de la 4ème Dynastie. Des échantillons de datation au carbone provenant de blocs de noyau et d’autres matériaux ont révélé que les dates de l’étude de 1984 étaient en moyenne 374 ans plus tôt qu’actuellement acceptées et que la datation de 1995 était en moyenne de 100 à 200 ans. Comme l’ont suggéré les membres de l’équipe, « Nous pensions qu’il était peu probable que les constructeurs de pyramides utilisaient systématiquement du bois vieux de plusieurs siècles comme combustible pour préparer le mortier. Les résultats de 1984 nous ont laissé trop peu de données pour conclure que la chronologie historique de l’Ancien Empire était erronée de près de 400 ans, mais nous avons considéré cela au moins comme une possibilité « . Pour expliquer cette divergence, les égyptologues ont proposé la théorie du « vieux bois » affirmant que les dates antérieures étaient peut-être dérivées du recyclage de grandes quantités de bois vieux de plusieurs siècles et d’autres matériaux antérieurs.
Il existe de bonnes informations concernant l’emplacement des carrières, certains des outils utilisés pour tailler la pierre dans les carrières, le transport de la pierre jusqu’au monument, le nivellement des fondations et le nivellement des niveaux ultérieurs de la superstructure en développement. Les ouvriers utilisaient probablement des ciseaux, des forets et des scies en cuivre pour couper la pierre plus tendre, comme la plupart du calcaire. Les pierres les plus dures, telles que le granit, la granodiorite, la syénite et le basalte, ne peuvent pas être coupées avec des outils en cuivre seuls; au lieu de cela, ils ont été travaillés avec des méthodes chronophages comme le martelage avec de la dolérite, le forage et le sciage à l’aide d’un abrasif, tel que du sable de quartz. Les blocs ont été transportés par des traîneaux probablement lubrifiés par l’eau. Le nivellement de la fondation peut avoir été réalisé en utilisant des tranchées remplies d’eau comme suggéré par Mark Lehner et I.E.S. Edwards ou en utilisant un niveau carré brut et des arpenteurs expérimentés.
Le journal de Merer, journal de bord rédigé il y a plus de 4500 ans par un fonctionnaire égyptien et retrouvé en 2013 par une équipe d’archéologie française sous la direction de Pierre Tallet dans une grotte de Wadi al-Jarf, décrit le transport du calcaire de la carrière de Tora à Gizeh.
Écrits d’Hérodote et de Diodore de Sicile
Les inconnues de la construction pyramidale se concentrent principalement sur la question de savoir comment les blocs ont été déplacés vers le haut de la superstructure. Il n’y a pas de preuves historiques ou archéologiques précises connues qui résolvent définitivement la question. Par conséquent, la plupart des discussions sur les méthodes de construction impliquent des possibilités fonctionnelles étayées par des preuves historiques et archéologiques limitées.
Les récits historiques de la construction des pyramides égyptiennes font peu pour indiquer définitivement les méthodes de levage des blocs; pourtant, la plupart des égyptologues se réfèrent à ces récits lorsqu’ils discutent de cette partie de la construction de la pyramide. Thales, selon le philosophe Hieronymus (3ème siècle avant JC) a visité les pyramides égyptiennes au cours du 7ème siècle avant JC et en utilisant le théorème d’interception, également connu sous le nom de théorème de Thalès, a mesuré leur hauteur et donc leur volume. Les premiers récits historiques de la construction de ces monuments sont venus des siècles après l’ère de la construction de pyramides, par Hérodote au 5ème siècle avant JC et Diodore de Sicile au 1er siècle avant JC. Le récit d’Hérodote indique:
Cette pyramide a été faite comme des escaliers, que certains appellent des marches et d’autres, des gradins. Lorsque celle-ci, sa première forme, a été achevée, les ouvriers ont utilisé de courtes bûches de bois comme leviers pour soulever le reste des pierres; ils ont soulevé les blocs du sol sur le premier niveau de marches; lorsque la pierre avait été soulevée, elle était posée sur un autre levier qui se trouvait sur le premier niveau, et le levier a de nouveau été utilisé pour la soulever de ce niveau à l’autre. Il se peut qu’il y ait eu un nouveau levier à chaque niveau de marches, ou peut-être qu’il n’y ait eu qu’un seul levier, assez portable, qu’ils ont porté à chaque niveau à tour de rôle; Je laisse cela incertain, car les deux possibilités ont été mentionnées. Mais c’est certain, que la partie supérieure de la pyramide a été terminée en premier, puis la suivante en dessous, et enfin la base et la partie la plus basse.
Le récit de Diodore de Sicile indique:
Et on dit que la pierre a été transportée à une grande distance de l’Arabie, et que les édifices ont été élevés au moyen de rampes de terre, car les machines à soulever n’avaient pas encore été inventées à cette époque; et le plus surprenant est que, bien que de si grandes structures aient été élevées dans une zone entourée de sable, il ne reste aucune trace de rampes ou de l’habillage des pierres, de sorte que cela ne semble pas le résultat du patient travail des hommes, mais plutôt comme si tout le complexe avait été posé entier sur le sable environnant par un dieu. Maintenant, les Égyptiens essaient de s’émerveiller de ces choses, alléguant que les rampes étaient faites de sel et de natron et que, lorsque le fleuve a été retourné contre eux, il les a fondues et a effacé toutes leurs traces sans l’utilisation du travail humain. Mais en vérité, cela n’a certainement pas été fait de cette façon! Au contraire, la même multitude d’ouvriers qui élevaient les monticules ramena toute la messe à sa place d’origine; car ils disent que trois cent soixante mille hommes étaient constamment employés à la poursuite de leur travail, mais l’édifice tout entier était à peine terminé au bout de vingt ans.
La description de Diodore de Sicile de l’expédition de la pierre d’Arabie est correcte puisque le terme « Arabie » à cette époque impliquait la terre entre le Nil et la mer Rouge où les blocs de calcaire ont été transportés des carrières à travers le Nil.
Différents types de rampesmodifier
La plupart des égyptologues reconnaissent que les rampes sont la méthode la plus tenable pour élever les blocs, mais ils reconnaissent qu’il s’agit d’une méthode incomplète qui doit être complétée par un autre dispositif. Des preuves archéologiques de l’utilisation de rampes ont été trouvées à la Grande Pyramide de Gizeh et dans d’autres pyramides. La méthode la plus acceptée pour aider les rampes est le levering (Lehner 1997:222). Les archives archéologiques ne montrent que de petites rampes et des chaussées inclinées, pas quelque chose qui aurait pu être utilisé pour construire même une majorité du monument. Pour ajouter à l’incertitude, il existe de nombreuses preuves démontrant que des méthodes de construction non standardisées ou ad hoc ont été utilisées dans la construction de pyramides (Arnold 1991: 98, Lehner 1997: 223).
Par conséquent, il existe de nombreuses rampes proposées et il existe une quantité considérable de divergences quant au type de rampe utilisé pour construire les pyramides. L’une des méthodes de rampage largement discréditées est la grande rampe droite, et elle est régulièrement discréditée pour des raisons fonctionnelles en raison de sa taille massive, de son manque de preuves archéologiques, de son coût de main-d’œuvre énorme et d’autres problèmes (Arnold 1991: 99, Lehner 1997: 215, Isler 2001: 213).
D’autres rampes servent à corriger ces problèmes de taille de rampe, mais se heurtent à des critiques de fonctionnalité et à des preuves archéologiques limitées. Il y a des rampes en zigzag, des rampes droites utilisant la partie incomplète de la superstructure (Arnold 1991), des rampes en spirale soutenues par la superstructure et des rampes en spirale s’appuyant sur le monument comme une grande accrétion sont proposées. Mark Lehner a émis l’hypothèse qu’une rampe en spirale, commençant dans la carrière de pierre au sud-est et continuant autour de l’extérieur de la pyramide, pourrait avoir été utilisée. Les blocs de pierre peuvent avoir été tirés sur des traîneaux le long des rampes lubrifiées par de l’eau ou du lait.
Les méthodes de leverage sont considérées comme la solution la plus tenable pour compléter les méthodes de rampage, en partie en raison de la description d’Hérodote; et en partie au Shadoof; un dispositif d’irrigation décrit pour la première fois en Égypte pendant le Nouvel Empire, et trouvé concomitamment avec l’Ancien Empire en Mésopotamie. Dans le point de vue de Lehner (1997: 222), des leviers devraient être utilisés pour soulever les 3% supérieurs du matériau de la superstructure. Il est important de noter que les 4% supérieurs de ce matériau représentent 1⁄3 de la hauteur totale du monument. En d’autres termes, de l’avis de Lehner, des leviers devraient être utilisés pour soulever une petite quantité de matériau et une grande hauteur verticale du monument.
Dans le milieu des méthodes de levage, il y a celles qui soulèvent le bloc progressivement, comme en soulevant à plusieurs reprises les côtés alternés du bloc et en insérant des cales en bois ou en pierre pour déplacer progressivement la pierre d’un cours; et il existe d’autres méthodes qui utilisent un levier plus grand pour déplacer le bloc d’un cours en une seule procédure de levage. Étant donné que la discussion sur les techniques de construction pour soulever les blocs tente de résoudre une lacune dans les archives archéologiques et historiques avec une explication fonctionnelle plausible, les exemples suivants d’Isler, Keable et Hussey-Pailos énumèrent des méthodes expérimentalement testées. La méthode d’Isler (1985, 1987) est une méthode incrémentale et, dans l’expérience Nova (1992), a utilisé des cales en bois ou des berceaux. Isler a pu soulever un bloc d’un niveau en environ une heure et 30 minutes. La méthode de Peter Hodges et Julian Keable est similaire à celle d’Isler et utilise plutôt de petits blocs de béton fabriqués comme cales, palettes en bois et une fosse où leurs tests expérimentaux ont été effectués. Keable a pu exécuter sa méthode en environ 2 minutes. La méthode de Scott Hussey-Pailos (2005) utilise un simple levier pour soulever un bloc d’un parcours en un seul mouvement. Cette méthode a été testée avec des matériaux moins résistants que les analogues historiques (testés avec des matériaux plus faibles que ceux disponibles dans l’Egypte ancienne), un facteur de sécurité de 2, et a soulevé un bloc de 2500 livres en moins d’une minute. Cette méthode est présentée comme un dispositif de levier pour travailler en complément de l’idée de Mark Lehner d’une combinaison de techniques de rampe et de levier.
L’hypothèse de la » rampe interne » de Jean-Pierre houdinmodiFier
Le père de Houdin était un architecte qui, en 1999, a pensé à une méthode de construction qui, lui semblait-il, avait plus de sens que toute méthode existante proposée pour la construction de pyramides. Pour développer cette hypothèse, Jean-Pierre Houdin, également architecte, a abandonné son travail et s’est mis à dessiner le premier modèle architectural CAO entièrement fonctionnel de la Grande Pyramide. Son schéma consiste à utiliser une rampe externe régulière pour construire les 30% premiers de la pyramide, avec une « rampe interne » prenant les pierres au-delà de cette hauteur. Les pierres de la rampe externe sont re-cyclées dans les étages supérieurs, expliquant ainsi le manque de preuves par ailleurs déroutantes pour les rampes.
Après 4 ans de travail seul, Houdin a été rejoint par une équipe d’ingénieurs de la société française de logiciels 3D Dassault Systèmes, qui a utilisé la technologie de conception assistée par ordinateur la plus moderne disponible pour affiner et tester l’hypothèse, ce qui en fait (selon Houdin) la seule technique prouvée viable. En 2006, Houdin l’a annoncé dans un livre : Khufu: Les Secrets derrière la Construction de la Grande Pyramide, et en 2008 lui et l’égyptologue Bob Brier ont écrit un deuxième livre: Le Secret de la Grande Pyramide.
Dans la méthode de Houdin, chaque rampe à l’intérieur de la pyramide se terminait par un espace ouvert, une encoche laissée temporairement ouverte dans le bord de la construction. Cet espace libre de 10 mètres carrés abritait une grue qui soulevait et faisait tourner chaque bloc de 2,5 tonnes, pour le préparer à ce que huit hommes traînent sur la rampe interne suivante. Il y a une sorte d’encoche à l’un des bons endroits, et en 2008, Bob Brier, co-auteur de Houdin, avec une équipe de tournage du National Geographic, est entré dans une chambre jusqu’alors inédite qui pourrait être le début d’une de ces rampes internes. En 1986, un membre de l’équipe de France (voir ci-dessous) a vu un renard du désert à cette encoche, un peu comme s’il était monté intérieurement.
La thèse de Houdin reste non prouvée et en 2007, l’égyptologue de l’UCL David Jeffreys a décrit l’hypothèse de la spirale interne comme « farfelue et horriblement compliquée », tandis que John Baines, de l’Université d’Oxford, a déclaré qu’il se méfiait de toute théorie qui cherche à expliquer uniquement comment la Grande Pyramide a été construite ».
Houdin a développé une autre hypothèse à partir de son modèle architectural, qui pourrait finalement expliquer la chambre interne de la « Grande Galerie » qui par ailleurs semble avoir peu de raison d’être. Il pense que la galerie a servi de goulotte / guide de chariot pour les poids de contrepoids. Il a permis l’élévation des cinq poutres de granit de 60 tonnes qui couvrent la Chambre du roi. Houdin et Brier et l’équipe Dassault sont déjà crédités d’avoir prouvé pour la première fois que des fissures dans les poutres sont apparues pendant la construction, ont été examinées et testées à l’époque et déclarées relativement inoffensives.
Hypothèse du béton calcairemodifier
Le scientifique des matériaux Joseph Davidovits a affirmé que les blocs de la pyramide ne sont pas de la pierre sculptée, mais surtout une forme de béton calcaire et qu’ils ont été « coulés » comme avec le béton moderne. Selon cette hypothèse, du calcaire tendre à forte teneur en kaolinite a été extrait dans l’oued au sud du plateau de Gizeh. Le calcaire a ensuite été dissous dans de grandes piscines alimentées par le Nil jusqu’à ce qu’il devienne une boue aqueuse. La chaux (trouvée dans les cendres des feux de cuisson) et le natron (également utilisé par les Égyptiens pour la momification) ont été mélangés. Les piscines ont ensuite été laissées à s’évaporer, laissant derrière elles un mélange humide et argileux. Ce « béton » humide serait transporté sur le chantier où il serait emballé dans des moules en bois réutilisables et subirait en quelques jours une réaction chimique similaire au durcissement du béton. De nouveaux blocs, suggère-t-il, pourraient être coulés en place, au-dessus et pressés contre les anciens blocs. Des tests de preuve de concept utilisant des composés similaires ont été effectués dans un institut de géopolymères du nord de la France et il a été constaté qu’un équipage de cinq à dix personnes, travaillant avec de simples outils manuels, pouvait agglomérer une structure de cinq blocs de 1,3 à 4,5 tonnes en quelques semaines. Il affirme également que la stèle de la Famine, ainsi que d’autres textes hiéroglyphiques, décrivent la technologie de l’agglomération de la pierre.
La méthode de Davidovits n’est pas acceptée par le courant académique. Sa méthode n’explique pas les pierres de granit, pesant bien plus de 10 tonnes, au-dessus de la Chambre du Roi, dont il convient qu’elles ont été sculptées. Les géologues ont examiné attentivement la technique suggérée par Davidovits et ont conclu que son béton provenait de calcaire naturel extrait dans la formation de Mokattam. Cependant, Davidovits allègue que la majeure partie du calcaire tendre provient des mêmes carrières naturelles de la formation de Mokkatam trouvées par les géologues, et insiste sur le fait que les anciens Égyptiens utilisaient la couche marneuse molle au lieu de la couche dure pour ré-agglomérer les pierres.
L’hypothèse de Davidovits a été soutenue par Michel Barsoum, chercheur en sciences des matériaux. Michel Barsoum et ses collègues de l’Université Drexel ont publié leurs résultats soutenant l’hypothèse de Davidovits dans le Journal of the American Ceramic Society en 2006. En microscopie électronique à balayage, ils ont découvert dans des échantillons de blocs pyramidaux de calcaire des composés minéraux et des bulles d’air qui ne se produisent pas dans le calcaire naturel.
Dipayan Jana, pétrographe, a fait une présentation à l’ICMA (International Cement Microscopy Association) en 2007 et a donné un article dans lequel il discute des travaux de Davidovits et de Barsoum et conclut: « nous sommes loin d’accepter, même comme une possibilité lointaine, une origine « artificielle » des pierres pyramidales. »
Expérience de construction de pyramides NOVA
En 1997, Mark Lehner et le tailleur de pierre Roger Hopkins ont mené une expérience de construction de pyramides de trois semaines pour un épisode télévisé de NOVA. Ils ont construit une pyramide de 6 mètres (20 pi) de haut sur 9 mètres (30 pi) de large, composée d’un total de 162 mètres cubes (5 700 pi cu), soit environ 405 tonnes. Il était composé de 186 pierres pesant en moyenne 2,2 tonnes chacune. Douze carriers ont taillé 186 pierres en 22 jours, et la structure a été érigée avec 44 hommes. Ils utilisaient des marteaux en fer, des burins et des leviers (c’est un raccourci moderne, car les anciens Égyptiens se limitaient à utiliser du cuivre et plus tard du bronze et du bois). Mais Lehner et Hopkins ont fait des expériences avec des outils en cuivre, notant qu’ils étaient adéquats pour le travail en main, à condition que de la main-d’œuvre supplémentaire soit disponible pour remodeler constamment les outils anciens. Ils ont estimé qu’ils auraient eu besoin d’environ 20 hommes supplémentaires pour cet entretien. Un autre raccourci a été l’utilisation d’une chargeuse frontale ou d’un chariot élévateur à fourche, mais des machines modernes n’ont pas été utilisées pour terminer la construction. Ils ont utilisé des leviers pour soulever la pierre de sommet à une hauteur de 20 pieds (6,1 m). Quatre ou cinq hommes pouvaient utiliser des leviers sur des pierres de moins d’une tonne pour les retourner et les transporter en roulant, mais les pierres plus grosses devaient être remorquées. Lehner et Hopkins ont constaté qu’en plaçant les pierres sur des traîneaux en bois et en faisant glisser les traîneaux sur des pistes en bois, ils étaient capables de remorquer une pierre de deux tonnes avec 12 à 20 hommes. Le bois pour ces traîneaux et ces pistes aurait dû être importé du Liban à grands frais car il y avait peu, voire pas, de bois dans l’Egypte ancienne. Bien que les constructeurs n’aient pas réussi à reproduire l’assemblage précis créé par les anciens Égyptiens, Hopkins était convaincu que cela aurait pu être réalisé avec plus de pratique.