construction de la pyramide de Khéops
De nos jours, des millions de paysans irriguent manuellement leurs champs. Pour alimenter en eau leurs récoltes ou leur bétail, les anciens égyptiens puisaient et levaient l’eau de leurs puits ou du Nil.
Calcul du débit de pierres à mi-hauteur de la pyramide, à 73 mètres de haut.
Cas 1: Transfert manuel du lest.
Deux escaliers permettent d'atteindre le débouché extérieur du conduit sud. Chaque escalier comporte 100 gradins de 80 cm de haut.
3200 passeurs d'eau sur 32 rangs sont positionnés sur les paliers/gradins, ils se passent un seau (ou une outre) d'eau de 13 litres au rythme de 4 seaux par minute.
Donc avec ce dispositif, 32 ouvriers versent dans le réservoir un seau de 13 litres d'eau toutes les 15 secondes, soit (32x13x4) = 1664 litres/minute ou 60 mètres cubes en 36 minutes. Ensuite les ouvriers mettront 15 minutes pour remonter le contrepoids vide.
Le poids à vide du contrepoids est de 6 tonnes et pour empêcher l'emballement de ce dernier 8 à 10% de l’énergie totale est fourni par 300 haleurs, chaque haleur peut tirer 20kg, soit 300 x 20 = 4 tonnes.
Le poids total du contrepoids est de 66 tonnes toutefois 45% de l’énergie est perdue en frottements. A chaque manipulation la quantité de blocs de construction hissée est de 66 X 55% = 36 tonnes + les 4 tonnes apportés par les haleurs, soit un total de 40 tonnes de pierres hissés en 51 minutes.
Avec un transfert manuel du lest, le débit est de 560 tonnes de pierres par jour à mi-hauteur (73 mètres de haut) ou 280 tonnes à 146 mètres de haut ( deux allers/retours du contrepoids ). Pour hisser les pierres il faudra
3200 passeurs d'eau + 3200 passeurs d'eau pour la relève + 300 haleurs + 300 haleurs pour la relève, soit un total de 7000 ouvriers.
(1) Avec les chiffres ci-dessus, la charge par ouvrier et par jour est de 13 x 4 x 60 x 12 = 37.4 tonnes / ouvrier / jour. Pour réduire la charge de travail, je double les effectifs. Une estimation de 6400 passeurs d’eau serait plus raisonnable. Pendant que 3200 travaillent, les autres se reposent et forment la relève. Pour les mêmes raisons je double également le nombre de haleurs, on passe de 300 haleurs à 600.
(Les munitionnettes de la grande guerre soulevaient 35tonnes d’obus par jours. Le témoignage de Mme Marcelle Capy est ici: )
Il faut imaginer une chaine humaine qui se transfère des vaches à eau de pompier.
Cas 2: Transfert du lest avec des chadoufs.
Une cascade de chadoufs est installée sur la face sud. 32 chadoufs permettent d'atteindre les 80 mètres de haut et 20 chadoufs sont positionnés sur chaque rang. Chaque chadouf lève à une hauteur de 2.5 mètres 40 litres d'eau l'eau.
Avec ce dispositif, les ouvriers se transfèrent une outre de 40 litres toutes les 20 secondes, soit 40 x 20 x 3 = 2400 litres/minute ou 25 minutes pour remplir les 60 mètres cubes du contrepoids.
25 minutes pour remplir le contrepoids plus 15 minutes pour remonter le contrepoids vide, soit 50 minutes pour un aller/retour.
Avec les chadoufs, le débit reste de 560 tonnes de pierres par jour à mi-hauteur (73 mètres de haut), par contre pour actionner les 640 chadouf avec deux opérateurs par chadouf, les effectifs sont de 1280 opérateurs + 1280 opérateurs pour la relève + 300 haleurs + 300 haleurs pour la relève, soit un total de 3160 ouvriers.
Performance de la méthode:
Le poids total de la grande pyramide est de 5 000 000 de tonnes. Une construction sur 20 ans engendre un débit de pierres quotidien de 5 000 000 / 20 / 365 = 685 tonnes/j, ou un débit de 507 tonnes/j pour une construction sur 27 ans.
L'hypothèse du contrepoids hydraulique permet un débit de 560 tonnes/j même à mi-hauteur de la pyramide.
Avec ce mécanisme on peut également hisser 280 tonnes de pierres en 12 heures à 146 mètres de haut. Les bâtisseurs avaient donc les moyens de monter à la cime 70 pyramidions de 4 tonnes en une seule journée.
Quelques notions sur la traction manuelle des charges lourdes.
Parmi les jeux basques, une des épreuves, nommée "Gizon Proba", consiste à tracter une grosse pierre ou un bloc de béton sur une rue pavée.
Sur cette vidéo j’ai retenu ces infos:
- Une attelage de 8 personnes tractent sur du plat 900kg soit 112kg de charge par haleur.
- Les pertes en frottement sont faibles, béton sur pavés.
- L’épuisement en fin d'épreuve de l'attelage humain saute aux yeux.
Ces épreuves ne durent qu'un vingtaine de minutes et la traction se fait sur du plat. Ce type d'effort sur une journée entière et dans une montée en pente douce doit être fortement pondéré.
Mon estimation sur la capacité d'un haleur égyptien est de 60 kg de charge sur du plat et de 35 kg dans une pente à 10%.
Quelques éléments sur le nombre d'ouvriers présents sur le plateau de Gizeh. ( en construction )
La plupart des archéologues et égyptologues s'accordent sur un volume de 10 000 à 20 000 personnes sur et au abord du plateau de Gizeh.
Au pied du plateau, les actuels villages de Nazlet-es-Semman et de El-Haraneya masquent complètement les structures antiques, seuls quelques éléments, pour l'essentiel des blocs taillés, ont pu être identifiés lors des sondages de 1962 et de 1992.
Grace à un texte datant du règne de Khéphren nous savons qu'à un moment donné la ville des pyramides possédait 1 055 bovins, 974 chèvres et 2 235 moutons. Source: La fantastique histoire des bâtisseurs de pyramides, Dr Zahi Hawass.
Vous trouverez d'autres informations sur la vie quotidienne des ouvriers de Gizeh, sur l’intendance, le nombre de boulangers, d'agriculteurs, en consultant la vidéo de "Super Constructeurs de l'Ancien Monde" https://www.youtube.com/channel/UCPmBKd9C83zcivkb-w31LzQ (11mn35)