Technologies de construction des pyramides dans l’Égypte ancienne Automatique traduire

Les pyramides de l’Égypte antique demeurent parmi les réalisations architecturales les plus impressionnantes de l’humanité. La Grande Pyramide de Khéops à Gizeh, construite vers 2560 av. J.-C., atteignait à l’origine plus de 146 mètres de hauteur et était composée d’environ 2,3 millions de blocs de calcaire et de granit, pesant chacun en moyenne plus de deux tonnes. La compréhension des méthodes employées par les bâtisseurs antiques pour créer ces structures monumentales repose sur les découvertes archéologiques, l’analyse des outils, l’étude des traces de taille et les archives historiques.

Les anciens Égyptiens utilisaient un système complexe de technologies qui englobait toutes les étapes de la construction, de l’extraction de la pierre à la mise en place précise des blocs en hauteur. Ces méthodes témoignent d’une profonde maîtrise de l’ingénierie, des mathématiques et de l’organisation du travail de masse. Environ 318 pyramides ont été construites en Égypte et au Soudan, témoignant de l’amélioration continue des techniques de construction au fil des siècles.

Extraction de pierre dans les carrières

La plupart des pyramides furent construites principalement en calcaire, granit et autres matériaux locaux. Les principaux blocs furent extraits sur le plateau de Gizeh, situé immédiatement au sud des pyramides, dans une zone aujourd’hui connue sous le nom de Champ Central. Un type particulier de calcaire nummulitique fut utilisé, formé à partir de fossiles d’organismes marins préhistoriques, dont les caractéristiques discoïdes sont encore visibles sur certains blocs pyramidaux après un examen attentif.

Le calcaire blanc de meilleure qualité, utilisé pour le revêtement, était transporté par bateau depuis les carrières de Toura, situées sur la rive est du fleuve, à environ 10 kilomètres au sud-est du plateau de Gizeh. En 2013, des papyrus connus sous le nom de Journal de Merer ont été découverts, rédigés par le responsable des expéditions de calcaire de Toura à Gizeh, la 27e année du règne de Khéops. Des blocs de granit étaient expédiés d’Assouan, à plus de 900 kilomètres au sud. Les plus imposants, pesant entre 25 et 80 tonnes, ont été utilisés pour les plafonds de la Chambre du Roi et des salles de déchargement situées au-dessus.

L’extraction de la pierre était un processus laborieux et exigeait des connaissances spécialisées. Les ouvriers marquaient les blocs en les espaçant légèrement, juste assez pour les ouvriers qui les taillaient. Des pics et des ciseaux en cuivre, des marteaux en granit, de la dolérite et d’autres outils en pierre dure étaient utilisés pour tailler la pierre. Le cuivre était le principal métal utilisé pour la fabrication d’outils durant l’Ancien Empire, malgré sa relative tendreté.

Les tailleurs de pierre de l’Égypte ancienne utilisaient une technique consistant à creuser des rainures dans la pierre naturelle, à y insérer des coins de bois, puis à les tremper dans l’eau. Absorbées par l’eau, les coins se dilatent, brisant des morceaux de pierre exploitables. Une fois les blocs taillés, ils étaient travaillés à la taille souhaitée avec des ciseaux en cuivre et des pics à pierre afin d’éviter tout poids excessif.

Outils et technologies de traitement

Des outils en cuivre de l’Ancien Empire, découverts dans un village ouvrier de Gizeh, offrent un aperçu des techniques de travail de la pierre. Dans les années 1970, 15 outils ont été découverts, appartenant à des métallurgistes, des fileurs, des charpentiers, des pêcheurs et des tailleurs de pierre ayant travaillé sur la pyramide. Une analyse récente de ces outils par une équipe de scientifiques a révélé que leur longueur variait de 2,5 à 7 centimètres.

Des traces d’outils conservées sur les parois des carrières de pierres tendres, comme celles de grès du Gebel el-Silsila, témoignent de l’utilisation de pics, de haches ou de marteaux en cuivre aiguisés durant l’Ancien et le Moyen Empire. À partir de la XVIIIe dynastie, des ciseaux à marteau et à pointe pointue ont commencé à être utilisés. Cependant, cette technique était inadaptée à l’extraction de roches plus dures comme le granit.

Pour travailler le granit, les anciens Égyptiens utilisaient des forets et des scies en cuivre mélangés à du sable de quartz. L’égyptologue britannique Denis Stokes a mené une série d’expériences archéologiques qui ont démontré que les outils en cuivre s’usaient rapidement lorsqu’ils travaillaient directement sur le granit sans aide. Il a expérimenté l’ajout de sable de quartz, en le remplissant entre le tranchant du foret et le granit, afin que les cristaux acérés confèrent au foret la force de pénétration nécessaire. Cette méthode s’est avérée pratique, car elle ne nécessitait pas de dents spéciales pour les outils de maçonnerie, mais simplement une bonne réserve de sable du désert.

Transport de matériaux

Le transport d’énormes blocs de pierre des carrières au chantier représentait un défi technique majeur. Les anciens Égyptiens ont développé plusieurs méthodes de transport efficaces, utilisant à la fois la terre et les voies navigables. Le Nil jouait un rôle central dans la logistique de la construction, notamment pour l’acheminement des matériaux sur de longues distances.

Des recherches publiées en 2022 ont confirmé l’existence d’un bras du Nil aujourd’hui disparu, connu sous le nom de bras de Khéops. Ce bras longeait la rive ouest du fleuve et facilitait grandement le transport d’énormes blocs vers le complexe pyramidal de Gizeh. L’analyse pollinique d’échantillons de sol a permis aux scientifiques de retracer les fluctuations historiques de ce bras au cours des 8 000 dernières années. Les résultats ont montré que le bras de Khéops, complètement asséché vers 600 avant J.-C., a maintenu des niveaux d’eau élevés sous les règnes de Khéops, Khéphren et Mykérinos, facilitant ainsi le transport des matériaux de construction vers le complexe pyramidal.

L’hypothèse du port fluvial suggère que les bâtisseurs des pyramides auraient percé le barrage occidental de la branche de Khéops et creusé les bassins jusqu’aux profondeurs du fleuve, utilisant la montée annuelle de sept mètres des eaux lors des crues comme une sorte d’ascenseur hydraulique. Cela a permis à des niveaux d’eau plus élevés d’atteindre la base du plateau de Gizeh, permettant ainsi le transport direct des fournitures et des matériaux de construction vers le complexe pyramidal.

Pour le transport terrestre, les blocs étaient placés sur des traîneaux en bois. De nombreuses scènes sur les murs des temples illustrent l’utilisation de traîneaux sur terre et sur des bateaux chargés de lourdes charges. Le chemin emprunté par les traîneaux était préparé avec une couche de limon du Nil pour faciliter le déplacement. Des études expérimentales ont montré que l’arrosage du sable réduisait considérablement la friction et facilitait la glisse des traîneaux. Une inscription égyptienne ancienne mentionne même l’utilisation de l’eau pour faciliter le déplacement des traîneaux.

Systèmes de rampes et mécanismes de levage

Une fois les blocs livrés sur le chantier, il fallait les hisser jusqu’à la hauteur toujours croissante de la pyramide. La théorie la plus répandue suggère l’utilisation d’un système de rampes, bien que leur configuration exacte reste sujette à débat parmi les spécialistes. Des découvertes archéologiques réalisées en 2018 à Hatnub, une carrière du désert oriental égyptien, ont mis au jour un système complexe de rampes datant de 4 500 ans.

Cette rampe servait à transporter d’énormes blocs d’albâtre à des angles prononcés lors de la construction des pyramides. Le système comprenait une rampe centrale flanquée de deux escaliers percés de nombreux trous pour poteaux. À l’aide de traîneaux portant un bloc de pierre et attachés par des cordes à des poteaux de bois, les anciens Égyptiens pouvaient tirer les blocs d’albâtre de la carrière sur des pentes très raides de 20 % ou plus. Les cordes permettaient aux ouvriers de multiplier leurs efforts, permettant de hisser les traîneaux sur la rampe même chargés de pierres pesant en moyenne 2,5 tonnes.

Grâce aux traces d’outils et aux inscriptions, les chercheurs ont corrélé l’âge et la construction de la rampe avec le règne de Khéops, le pharaon qui a ordonné la construction de la Grande Pyramide. Cette découverte a révélé que les pierres étaient surélevées selon un angle beaucoup plus prononcé qu’on ne le pensait. Plusieurs théories existent concernant la configuration de la rampe, chacune présentant ses avantages et ses inconvénients.

La théorie de la rampe droite propose une rampe linéaire massive construite du sol jusqu’à la pyramide, où des ouvriers hissaient de lourdes pierres pour l’installation. Ce concept simple est conforme aux connaissances techniques de l’Égypte ancienne, mais la rampe aurait été presque aussi grande que la pyramide elle-même, nécessitant des ressources et un espace considérables. La théorie de la rampe en zigzag propose une rampe serpentant le long des côtés de la pyramide. Cette conception aurait nécessité moins de matériaux et d’espace qu’une rampe droite, aurait été plus pratique et aurait été plus facile à démonter une fois la construction terminée.

La troisième théorie est celle de la rampe en spirale, qui entoure la pyramide à mesure qu’elle s’élève. Cette solution est efficace, préservant l’accessibilité à tous les niveaux pendant la construction, mais les preuves archéologiques à l’appui sont rares. L’architecte français Jean-Pierre Houdin a développé la théorie de la rampe interne, qui propose une rampe en spirale à l’intérieur de la pyramide. Cependant, cette théorie n’explique pas comment les rampes étaient recouvertes et nécessite la pose de pierres de coffrage à chaque niveau au fur et à mesure de la progression des travaux.

Outre les rampes, les anciens Égyptiens utilisaient un système de leviers pour soulever les blocs. Des recherches ont montré qu’ils utilisaient une cage à leviers inclinée, composée de leviers et d’un plancher, formant une structure en treillis ressemblant à une cage. Cette cage pouvait être chargée et, en l’inclinant dans un sens et en soutenant l’autre, alternativement dans des directions opposées, elle pouvait être soulevée. L’espace nécessaire à l’utilisation de cette cage à leviers inclinée était créé en créant des niches temporaires sur certains degrés de la pyramide, les unes au-dessus des autres. Ces niches successives formaient un escalier géant pour l’utilisation de la cage à leviers inclinée.

Organisation du travail

La construction des pyramides a nécessité une main-d’œuvre considérable et un système organisationnel complexe. Contrairement à la croyance populaire selon laquelle il s’agissait d’esclavage, les recherches modernes montrent qu’une part importante de la main-d’œuvre était constituée d’artisans qualifiés travaillant par équipes pendant la saison des crues du Nil, lorsque l’activité agricole était minimale. Les tombes des contremaîtres contiennent des inscriptions relatives à l’organisation et au contrôle de la main-d’œuvre, confirmant que le travail était organisé selon des méthodes éprouvées visant à réduire l’énorme main-d’œuvre et sa tâche quasi impossible à des proportions gérables.

La main-d’œuvre était divisée en équipes d’environ 2 000 personnes, puis subdivisée en escouades désignées de 1 000 personnes. Ces escouades étaient elles-mêmes subdivisées en phyles d’environ 200 personnes. Enfin, les phyles étaient subdivisées en sous-unités, d’environ 20 ouvriers chacune, chacune affectée à une tâche spécifique et à son propre chef de projet. Ainsi, 20 000 personnes pouvaient être réparties en unités efficaces et faciles à contrôler, et le projet apparemment impossible de construire une pyramide gigantesque devint un objectif réalisable.

Les phyles étaient nommées d’après différentes parties du bateau, notamment la Grande (tribord), l’Asiatique (bâbord), la Verte (proue), la Petite (poupe) et la Dernière (Bonne). Le nom de la cinquième phyle est incertain, mais il pourrait faire référence à la fonction de barreur. Il est à noter que même le sacerdoce était organisé de manière similaire. Ces phyles étaient ensuite divisées en quatre, puis deux, groupes plus petits, portant eux aussi des noms, généralement liés à leur origine géographique, ou parfois aux compétences ou vertus requises des ouvriers.

La division du travail et de la main-d’œuvre, associée au recours à des travailleurs temporaires, était une réponse typiquement égyptienne au problème logistique. Le personnel du temple était déjà divisé en cinq équipes, ou phylums, et subdivisé en deux divisions, chacune affectée à un mois sur dix. Les équipages des bateaux étaient toujours divisés en équipes de gauche et de droite, puis subdivisés ; les tombes de la Vallée des Rois étaient décorées selon ce système, également avec des équipes de gauche et de droite.

Précision de la planification et des mesures

Chaque pyramide a été conçue et placée avec une précision extrême. Chaque Grande Pyramide est parfaitement positionnée, ses côtés étant précisément alignés avec les quatre points cardinaux. Pour l’époque, leur précision était étonnante et était obtenue grâce à une observation constante de l’étoile Polaire et à l’utilisation d’un fil à plomb, une ligne de référence verticale. Chaque emplacement de pyramide devait être soigneusement évalué et inspecté afin de déceler d’éventuels défauts ou fissures dans les fondations rocheuses. Une fois le site approprié choisi, les fondations étaient nivelées et la construction commençait.

À cette époque, le système de mesure égyptien de base reposait généralement sur les parties du corps. L’unité de longueur principale était la coudée, soit la distance entre le coude et l’extrémité du majeur. Cette mesure était efficace pour les petits projets, mais inadaptée à une structure aussi grande qu’une pyramide. Les Égyptiens utilisèrent donc une règle appelée coudée royale. Longue de 52,5 centimètres, elle servait à raboter la base de chaque pyramide afin d’en assurer la forme carrée.

Le monticule forme la base de la pyramide. Il a été creusé selon un plan en gradins, seule une bande périphérique ayant été nivelée, mesurée horizontalement et à 21 millimètres près. Le substrat rocheux s’élève à près de 6 mètres au-dessus de la base de la pyramide sur le site de la Grotte. Le long des côtés de la plateforme, une série de trous sont creusés dans la roche ; les chercheurs supposent que ces trous contenaient des poteaux de bois utilisés pour le nivellement. Certains chercheurs ont suggéré d’utiliser de l’eau pour niveler la base, bien que la faisabilité et la praticabilité d’un tel système restent incertaines.

Fixation et installation de blocs

Une fois les blocs arrivés à la pyramide, des rampes en briques d’argile et en gravats, ainsi que des cordes et des leviers, étaient utilisées pour positionner chaque bloc. Un mortier de plâtre, aussi souple que du beurre, était utilisé pour faciliter la mise en place. Ce plâtre était composé de plâtre et de sable. L’avantage du mortier de plâtre est sa prise lente. En durcissant, il agit comme lubrifiant, réduisant ainsi la friction entre les blocs plus volumineux. Ce type de mortier est encore utilisé sur certains chantiers en conditions plus sèches.

Les couches extérieures de blocs étaient liées entre elles par du mortier. Chaque bloc de la pyramide était taillé pour s’adapter parfaitement aux pierres adjacentes, ce qui contribuait à assurer la stabilité et à minimiser l’utilisation de mortier. Les blocs n’étaient pas tous de la même taille ni de la même forme et n’étaient que grossièrement taillés. La Grande Pyramide est composée d’environ 2,3 millions de blocs. Environ 5,5 millions de tonnes de calcaire, 8 000 tonnes de granit et 500 000 tonnes de mortier ont été utilisées pour sa construction.

Le revêtement extérieur était en pierre calcaire blanche de Tura, soigneusement polie, qui brillait au soleil. Non seulement il servait à décorer, mais il protégeait également la structure sous-jacente. Une grande partie de ce revêtement fut ensuite retirée et réutilisée dans d’autres projets de construction ultérieurs, mais il en subsiste quelques vestiges, témoignant de la grande qualité de la maçonnerie.

Construction en hauteur

La construction se faisait par paliers, chaque niveau de la pyramide étant construit avant le suivant, ce qui facilitait la stabilité et le soutien à mesure que la construction progressait. Plus haut dans la pyramide, les blocs de construction étaient plus petits et, par conséquent, les couches de pierre plus petites. Les contremarches étaient moins hautes et les marches moins profondes. Outre la main-d’œuvre, la taille de la cage à levier inclinée, la taille des niches et le nombre de marches par travée pouvaient être ajustés en conséquence, mais ces différences n’affectaient pas le principe de la méthode proposée.

Des pierres plus petites et donc plus légères situées plus haut dans la pyramide facilitaient le remorquage horizontal et le transport vertical grâce à une cage à levier inclinée. Les plus grosses pierres, utilisées dans la structure de la Grande Pyramide pour revêtir les espaces intérieurs et comme blocs de toiture de la chambre funéraire, pouvaient également être soulevées selon la méthode décrite ci-dessus, mais avec une quantité et une échelle accrues. Pour les pierres de très grande taille, plusieurs leviers en treillis de bois pouvaient être construits et fixés à la pierre elle-même.

Technologies de menuiserie

Le bois jouait un rôle important dans la construction des pyramides. Les Égyptiens de l’Antiquité étaient d’habiles charpentiers et utilisaient des techniques de menuiserie complexes, notamment l’assemblage à tenon et mortaise. Cette méthode d’assemblage était utilisée pour assembler les planches de bois du « Navire de Khéops », un voilier retrouvé scellé dans une fosse du complexe pyramidal de Gizeh, datant de la IVe dynastie, vers 2500 av. J.-C.

L’assemblage à rainure et languette est simple, extrêmement solide, et sa taille peut être adaptée avec succès à différentes échelles. Pour obtenir un assemblage solide, le tenon doit s’insérer parfaitement dans la rainure sur toute la largeur du bois. Cet ajustement serré crée une friction entre les pièces de bois, empêchant ainsi l’assemblage de se défaire. Cette technique a permis de créer des structures en bois robustes pour les luges, les rampes, les leviers et autres mécanismes nécessaires à la construction.

Établissements ouvriers et infrastructures

Nombre des artisans ayant travaillé sur la pyramide vivaient dans un village de Gizeh, à quelques pas de l’imposante structure. Métallurgistes, fileurs, charpentiers, pêcheurs et tailleurs de pierre avaient tous besoin d’outils, fabriqués et entretenus dans ces ateliers. Les fouilles archéologiques menées dans le village ouvrier de Gizeh ont mis au jour des vestiges de production d’outils, de boulangeries, de brasseries et d’autres infrastructures nécessaires au soutien de cette main-d’œuvre nombreuse.

La bureaucratie a répondu aux défis de la construction des pyramides, et les bâtisseurs ont pleinement profité d’une administration efficace qui leur permettait de mobiliser les ouvriers, de commander les fournitures et de déléguer les tâches. Ce n’est pas un hasard si la IVe dynastie marque l’épanouissement de l’écriture hiératique – une forme cursive et simplifiée des hiéroglyphes, qui fut ensuite utilisée dans toutes les écritures non monumentales.

Diversité des technologies

La construction des pyramides a fait appel à diverses technologies, témoignant des connaissances avancées des anciens Égyptiens en mathématiques et en ingénierie. Le marquage et l’alignement, avec une orientation précise par rapport aux points cardinaux, étaient essentiels. Les bâtisseurs utilisaient les étoiles et le soleil pour positionner la pyramide avec précision. Les pierres étaient souvent transportées sur des traîneaux, sur des surfaces lubrifiées, comme du sable mélangé à de l’eau, ce qui réduisait les frottements.

La construction à plusieurs niveaux était réalisée de telle sorte que chaque niveau de la pyramide était construit avant le suivant, ce qui assurait la stabilité et le soutien à mesure que la construction progressait. Grâce à ces techniques complexes, les anciens Égyptiens ont réussi à créer certaines des merveilles architecturales les plus durables au monde.