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Pyramide de Kheops: le mystère élucidé?

La façade sud du pavillon Alexandre-Vachon de l’Université Laval a récemment fait l’objet d’une obser­vation particulièrement méticuleuse. Les physiciens Xavier Maldague et Matthieu Klein, dont le laboratoire est situé juste en face, ont braqué une caméra infrarouge sur ce mur épais de 60 cm, pendant 6 jours et 6 nuits. Leur but? Mesurer les variations de température du bâtiment pour en déduire sa structure interne.

En compilant la série de mesures ainsi obtenues, ils ont réussi à « voir » à travers le mur, comme si celui-ci était transparent. Forts de ce premier succès, les chercheurs s’apprêtent à conduire un test similaire à la Citadelle de Québec, pour vérifier s’ils parviennent à discerner les couloirs cachés derrière l’épaisse muraille.

Il ne s’agit que de séances d’entraî­nement. L’objectif ultime est situé à 8 000 km de là. Il s’agit de la grande pyramide de Gizeh, en Égypte. L’équipe espère, grâce à la caméra infrarouge, découvrir enfin ce qui se cache derrière les murs de la dernière des sept merveilles du monde encore debout. Et révéler par là même les secrets de sa construction, ordonnée par le pharaon Khéops vers 2650 avant notre ère.

Ce puissant souverain, soucieux d’assu­rer son passage vers l’au-delà, a érigé cette pyramide lisse et étincelante en guise de dernière demeure. Il a ainsi fait montre d’une mégalomanie rarement égalée! Avec ses 146 m de hauteur, cet imposant tombeau a détenu le record du monument le plus élevé jamais construit pendant 4 millénaires, avant d’être détrôné par la Tour Eiffel en 1889.

Aujourd’hui, quelque 45 siècles après sa construction, la sépulture a perdu un peu de son éclat: elle n’est plus aussi blanche ni aussi lisse, mais elle se dresse toujours fièrement, fidèle à sa promesse d’éternité.

Le mystère de sa construction

Depuis des siècles, la pyramide de Khéops fascine explorateurs, historiens, pilleurs et curieux en tous genres. Car on ignore toujours comment les Égyptiens, qui ne connaissaient ni le fer ni la roue, ont pu mener à bien un tel chantier. Quelques écrits laissent croire qu’il aura suffi de 20 ans pour hisser un par un les 2,5 millions de blocs de calcaire qui composent l’immuable monument. Mais aucun indice ni témoignage sur les techniques employées n’a été retrouvé.

Ce n’est pourtant pas faute d’avoir cherché! Dès le Ve siècle avant notre ère, l’historien grec Hérodote se penche sur ce cas. Il affirme que les bâtisseurs ont utilisé des leviers en bois pour hisser les blocs étage par étage. Mais le bois est rare en Égypte, et il aurait fallu des centaines de leviers pour tenir le rythme.

Depuis, les hypo­thèses se sont multipliées, des plus sérieuses aux plus extravagantes. La pyramide aurait tour à tour été construite par des extraterrestres, des rescapés de l’Atlantide engloutie ou des centaines de milliers d’esclaves. Si l’on sait aujourd’hui que les ouvriers, bien nourris et volontaires, n’étaient pas plus de 5 000 sur le site, on ignore encore comment ils ont procédé pour superposer si parfaitement des blocs pesant entre 2 et 60 tonnes.

En 2007, toutefois, une nouvelle théorie bouleverse le petit monde de l’égyptologie. Proposée par un architecte français, Jean-Pierre Houdin, qui y travaille seul depuis huit ans, elle se fonde sur une intuition: la pyramide a été érigée de l’intérieur, grâce à un couloir à angles droits grimpant jusqu’au sommet. Les archéologues supposaient jusqu’alors que les Égyptiens avaient utilisé d’imposantes rampes extérieures pour tirer les pierres sur des traîneaux de bois. «C’est ce que nous enseignions à nos étudiants, mais nous savions que quelque chose ne collait pas», explique Bob Brier, égyptologue à l’université Long Island, aux États-Unis, qui s’intéresse de près aux travaux de Jean-Pierre Houdin.

Pour construire une rampe d’accès allant jusqu’au sommet, il aurait fallu plus de matériaux que pour ériger la pyramide elle-même! «La rampe aurait dû mesurer 1,6  km de longueur», précise Jean-Pierre Houdin. Quant à une rampe externe en colimaçon, bâtie autour de la pyramide, elle aurait été trop fragile et aurait gêné le contrôle du chantier en masquant les arêtes. La galerie interne imaginée par Houdin, en revanche, est à la fois sensée et pratique. Selon lui, les bâtisseurs ont d’abord utilisé une rampe externe en pente douce de 425 m de longueur pour construire les 70 premiers mètres de la pyramide. Cela correspond à la moitié de sa hauteur finale, mais à 85% de son volume. En parallèle, les ouvriers auraient construit le couloir intérieur montant en pente douce jusqu’au sommet. Ce couloir, dans lequel on pouvait tirer les blocs, aurait pris le relais de la rampe pour la partie supérieure. «Le système utilisé pour les derniers 15% du volume de la pyramide ne coûte rien puisque c’est un tunnel. Les architectes ont donc pu “recycler” les 400 000 m3 de matériaux de la rampe externe pour finir la pyramide», précise Houdin. La théorie est séduisante et plusieurs égyptologues de renom, dont Bob Brier, l’ont trouvée plausible, encourageant le Français dans ses recherches.

Celui-ci a d’ailleurs recueilli quelques indices sur le terrain qui semblent appuyer sa thèse. Et il est soutenu par Dassault Systèmes, une entreprise experte en logiciels de simulation 3D qui, pendant deux ans, a mis une équipe d’ingénieurs à la tâche afin de modéliser la pyramide par ordinateur. Ils voulaient ainsi valider l’hypothèse de la galerie intérieure en tenant compte de la densité des matériaux, de leur résistance, des forces exercées, etc. Bilan: la théorie tient bon. Dans le monde virtuel, du moins. Mais pour la valider définitivement, des tests sur le terrain sont maintenant indispensables. Car selon Jean-Pierre Houdin, la galerie serait encore là, intacte derrière les murs.

L'infrarouge à la rescousse

C’est ici que l’équipe québécoise entre en scène. En juin 2010, Matthieu Klein, étudiant au doctorat, découvre la théorie de Jean-Pierre Houdin en surfant sur Internet. Il est tout de suite enthousiasmé, et il transmet le virus de la pyramide à son directeur d’études, le professeur Xavier Maldague, qui dirige la chaire MIVIM (Multipolar Infrared Vision –Vision Infrarouge Multipolaire).

«L’architecte avait pensé à plusieurs approches non destructives pour vérifier la présence de la galerie intérieure. La caméra infrarouge est apparue comme la meilleure technique, et nous sommes experts en ce domaine, raconte Xavier Maldague. Nous avons donc contacté Jean-Pierre Houdin pour lui proposer notre aide.» La rencontre a lieu fin 2010, et l’architecte en sort emballé.

En janvier dernier, l’équipe de l’Université Laval signe donc un partenariat avec Dassault Systèmes qui chapeaute ce projet un peu fou. Le plan d’action est sim­ple: en filmant la pyramide avec une caméra infrarouge, les chercheurs espèrent voir «apparaître» le couloir intérieur en filigrane. «La caméra infrarouge permet de mesurer le rayonnement thermique des objets, c’est-à-dire la façon dont ils absorbent et diffusent la cha­leur», explique Xavier Maldague. Or, une pyramide pleine ne diffusera pas la chaleur du soleil de la même façon que si elle abrite un corridor à quelques mètres sous sa surface. C’est ce qu’a confirmé par modélisation 3D l’équipe de Richard Breitner, ingénieur chez Dassault Systèmes.

«Nos simulations confirment que la thermographie serait une bonne méthode pour détecter la galerie», affirme-t-il. Malheureusement, il ne suffira pas de photo­graphier le monument une seule fois. «En effet, la surface de la pyramide, comme celle de n’importe quel objet, est à la même température que le milieu extérieur et uniforme, explique Matthieu Klein. Afin de “deviner” l’hypothétique couloir derrière le mur, il faut rompre cet équilibre thermique.» Pour ce faire, les chercheurs comptent utiliser les cycles diurnes et nocturnes ainsi que les cycles des saisons. Ces vagues de chaleur naturelles vont permettre de voir à quelle vitesse la pyramide se réchauffe et se refroidit.

Une mission longue

«La température de surface de la pyramide va suivre la même évolution que celle des saisons, mais elle va aussi dépendre très légèrement de sa structure interne. S’il y a une galerie, celle-ci aura un effet isolant. La diffusion thermique sera ralentie par le couloir, et l’énergie qui se serait norma­lement diffusée plus profondément dans la pyramide tendra alors à se concentrer entre le couloir et la surface. On observera donc un infime décalage dans le refroidissement ou le réchauffement de la façade, au-dessus du couloir», précise Xavier Maldague. Ce décalage de quelques dixièmes de degrés ne pourra être visible que si l’on multiplie les mesures sur une longue période, d’autant que la surface pleine d’aspérités de la pyramide va créer des variations thermiques locales parasites. Il faudra donc s’armer de patience, et prendre des images thermiques de la pyramide toutes les heures, pendant un ou deux ans. Un vrai travail de moine.

Pour s’assurer que cette technique de thermographie, habituellement utilisée pour inspecter des matériaux fins – comme les ailes d’avion – sera efficace dans ce contexte, les scientifiques conduiront encore plusieurs tests préliminaires.

Dassault Systèmes a fabriqué des répliques miniatures de la pyramide de Khéops en sable aggloméré, d’environ 30 cm de hauteur, dans lesquelles court une rampe intérieure positionnée exactement selon les théories de l’architecte. Elles seront soumises en laboratoire à des variations de température. Les chercheurs de l’équipe MIVIM sont impatients de confirmer la validité de leur méthode sur ces modèles réduits, qu’ils devraient recevoir cet été.

En étudiant le mur de l’université, l’équipe a par ailleurs prouvé (pour la première fois) que cette méthode peut s’appliquer aux bâtiments. Le test prévu sur la Citadelle devrait les conforter dans cette idée. «Les murs sont plus épais, et il y a des couloirs