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Du sable et de l'eau, clés de l'énigme de la construction des pyramides

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Comment les Égyptiens faisaient-ils pour transporter jusqu'au chantier des pyramides les blocs de construction ? Comment déplaçaient-ils leurs statues colossales ? Il semble probable qu'ils utilisaient une astuce redécouverte par un groupe de physiciens : une propriété du sable mouillé.

Les hiéroglyphes de la paroi du tombeau de Djéhoutyhotep relatent la méthode employée pour déplacer les charges lourdes, ici une statue colossale. On remarque un personnage semblant verser un liquide au pied du traîneau sur lequel repose la statue. Ce curieux fait reçoit aujourd'hui une interprétation lumineuse. © Al-Ahram Weekly, fondation FOM

L'Homme a très tôt été confronté à des problèmes de résistance des matériaux, de mécanique des solides ou d'hydrostatique lorsqu'il a voulu construire et aménager des habitations et des temples. Les Égyptiens ont tout particulièrement dû faire de nombreuses découvertes empiriques à ce sujet. Il n'est guère douteux qu'ils aient eu à tenir compte des forces de frottement pour déplacer les blocs rocheux nécessaires à la construction des pyramides. Les Grecs et les Romains, eux aussi, ont dû faire face à ce genre de problèmes.

Curieusement, les premières traces écrites attestant de la découverte des lois de base des forces de frottement se trouvent dans les carnets de notes de Léonard de Vinci. Elles seront redécouvertes et complétées par les travaux de Guillaume Amontons au XVIIe siècle, puis par Leonhard Euler et Charles-Augustin Coulomb au siècle suivant.

À gauche, du sable sec, et à droite, du sable mouillé. Dans le premier cas, la charge que l'on cherche à tirer glisse difficilement, et du sable s'accumule devant elle, augmentant la force nécessaire pour déplacer la charge. © Fondation FOM

Un groupe de physiciens de la fondation FOM (Fundamental Research on Matter) et l'université d'Amsterdam viennent de publier dans les Physical Review Letters des résultats qui, bien que pas complètement nouveaux, jettent cette fois-ci une lumière nouvelle sur les techniques employées par les Égyptiens pour transporter des blocs et des statues. La solution trouvée par les chercheurs pour diminuer les forces de frottement des traîneaux utilisés fait penser à l'œuf de Colomb. Il aurait suffi de mouiller convenablement le sable sur lequel on les tirait.

Forces de frottement sur le sable mouillé divisées par deux

À l'appui de cette affirmation, les physiciens ont conduit une expérience avec l'équivalent en laboratoire d'un traîneau sur lequel repose une masse, le tout déposé sur du sable. Tout en faisant varier la quantité d'eau présente dans le sable, ils ont mesuré la force nécessaire pour déplacer le traîneau. Il s'est avéré que pour une certaine quantité d'eau, la force nécessaire était moitié moindre que sur du sable sec. Humide, le sable ne s'accumule plus devant le traîneau, ce qui facilite son déplacement.

Les Égyptiens avaient-ils découvert cette astuce ? Il semble bien que oui, au vu d'une fresque trouvée dans le tombeau du nomarque Djéhoutyhotep (un fonctionnaires qui administrait une province au nom du pharaon). On y voit une statue colossale avec un personnage, sur un traîneau tiré par des hommes. Le personnage verse clairement un liquide sur le sol devant la statue.

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