Les pyramides (3) La formule, l’invention de la pierre

Les pyramides sont-elles faites en béton? 4 pages:

Les pyramides sont-elles faites en béton? (1)

Les pyramides (2) Les preuves

Les pyramides (3) La formule, l’invention de la pierre

Les pyramides (4) Vidéos et livre

Les pyramides (5) FAQ pour les partisans de la pierre artificielle

Pourquoi les géologues ne voient rien ?

Cela tient à la colle géologique qui, bien qu’artificielle, est vue par les géologues soit comme une impureté, donc inutile à étudier, soit comme un liant naturel. Au mieux, les outils d’analyses et les méthodes de travail des géologues prennent le ciment pour un “liant micritique” parfaitement naturel. Un géologue non formé à la chimie des géopolymères affirmera de bonne foi que les pierres sont naturelles.

Le fond scientifique, incluant les analyses, les formules, la fabrication des pierres sont révélées dans le livre récemment mis à jour Geopolymer Chemistry & Applications dans plusieurs chapitres, par exemple aux chapitres 5, 11, 13, 17 et 20. Elles sont également expliquées pour le grand public, dans le livre de 2006 La Nouvelle Histoire des Pyramides.

Que c’est-il passé après les Pyramides? Pour en savoir plus allez à Colosses de Memnon.

La formule chimique :

Les gens pensent que puisqu’on utilise des produits chimiques, il est très facile de trouver ces ingrédients dans le produit final. C’est faux. Grâce à la chimie des géopolymères, la réaction chimique génère des éléments naturels, des minéraux qui peuvent être considérés comme naturels par un scientifique non informé de leur nature artificielle.

Nous avons, jusqu’à présent, mis en pratique au moins deux systèmes chimiques, l’un employé dans la fabrication des blocs des massifs des pyramides (la quantité la plus importante), l’autre utilisé pour obtenir les pierres des revêtements (intérieur et extérieur). Dans l’étude scientifique récente de Barsoum, Gangly et Hug , les blocs des massifs sont illustrés par les échantillons MENK, alors que les revêtements correspondent aux échantillons LAUER et OC.

L’échantillon MENK est représentatif des blocs formant la masse. Il est constitué des coquillages numulites, comme pour les autres pyramides. Il fut prélevé sur un gros bloc d’une pyramide satellite de Mykerinos:

Pyramides satellites de Mykerinos, échantillon MENK.

M. Barsoum envoya un courriel à J. Davidovits, en juin 2004, lui demandant si il avait une explication concernant leurs analyses, notamment sur la présence de magnésium et l’absence de carbonate de sodium (le natron). Comment faire entrer le magnésium Mg dans la réaction géopolymère ? Mais il y a un autre élément chimique tout aussi important que les autres dans cet échantillon MENK. C’est la présence de sel halite, NaCl (le sel de cuisine), ainsi qu’on peut le voir dans la figure faite au microscope électronique MEB /EDS qui représente la structure chimique de la colle géopolymère située entre les coquillages numulites. La formule chimique du microconstituant (mc’) inclut une molécule de NaCl.

Microscopie électronique MEB de MENK et analyse chimique EDS.

Pourquoi est-ce significatif? Lorsque je suis allé sur le site de Gizeh, en 1984, j’avais ramassé quelques petits morceaux de pierre de la pyramide de Chéops. Mon réflexe de chimiste me fit goûter ces pierres avec la langue : elles étaient salées. Il y avait du sel NaCl dedans, du sel de cuisine. Puis, je pris un morceau de roche calcaire géologique, le goûtait : il n’était pas salé. Je renouvelais l’expérience à chacune de mes visites, en 1988, 1991, 2003 ; j’en fis part à ma femme Doris et mon fils Ralph, qui m’accompagnaient et confir- mèrent. Je signalais cette singularité au Chef du département Chimie au Palais de la Découverte, au cours de mon premier entretien de préparation à l’exposition du Palais de la Découverte à Paris en 2006-2007. Il fut surpris et me répondit : « Il se trouve que ma fille fait actuellement un reportage sur le site de Gizeh; je vais lui envoyer un message ». Une semaine plus tard, sa fille lui confirmait cet étrange phénomène.

La présence de sel NaCl n’est qu’une anecdote pour l’égyptologie. Pour certains égyptologues, cette occurrence de NaCl serait normale puisque les calcaires sont sédimentés au fond des océans salés. C’est un raisonnement idiot. Selon eux, tous les murs de nos bâtiments et de toutes nos cathédrales en calcaire seraient recouverts de sel. Ils ne le sont pas, évidemment. Pour d’autres, ce sont les touristes qui, urinant sur les pierres dans les chambres, laisseraient leur trace. Tout aussi idiot. Pourtant, il était présent sur les pierres de toutes les chambres des pyramides. J. Davidovits, en 1988, a détaché un morceau de ce sel de la surface d’un bloc situé en haut de la chambre « mortuaire » à encorbellement de la pyramide de Meidoum. Mais, le plus significatif est la description faite par le Calife Al Mamun lorsqu’il ouvrit en 820 après J.-C. la Grande Pyramide qui avait été scellée pendant plusieurs siècles. Il trouva dans les chambres intérieures que la pierre était recouverte d’une couche de 1,5 cm de sel.

Les blocs des pyramides contiennent donc du sel. Comme ils furent fabriqués comme du béton géopolymère, ils contiennent aussi de l’humidité. Celle-ci migre en surface, sèche, et le sel NaCl cristallise. On aurait dû trouver une migration de carbonate de sodium (du natron en excès) ou de bicarbonate de soude, par réaction de l’alcali NaOH en excès avec le gaz carbonique de l’air. Au lieu de cela, nous avons affaire au sel halite, NaCl. D’où vient-il? Qu’elle est la réaction chimique géopolymère générant ce sel de cuisine NaCl ?

1) Chimie des blocs des massifs

La géosynthèse consiste à faire réagir l’argile kaolinite (naturellement incluse dans le calcaire de Guizèh) avec de la soude caustique (cf. formule chimique 2). Pour fabriquer cette soude caustique, on fait intervenir le natron égyptien (carbonate de sodium) et la chaux éteinte (issue de cendres de plantes) (cf. formule chimique 1). On obtient alors de la soude qui va réagir avec l’argile.

Le plus intéressant est que cette réaction chimique crée du calcaire pur (calcite) ainsi que de l’hydrosodalite (un minéral appartenant à la famille des feldspathoïdes ou des zéolithes).

Mais le mélange est encore assez caustique. Afin de le neutraliser, on y ajoute un sel spécial appelé carnallite (chlorure de magnésium) qu’on trouve facilement dans les évaporites, des dépôts salins comme le natron, mais pas au même endroit (cf. formule chimique 3 et 4). Les alcalis sont transformées en un sel neutre, l’halite, ce qui explique les quantités importantes de sel NaCl trouvées dans les pierres des pyramides de Guizèh. La calcite et la magnésite formées in-situ peuvent crystalliser et former des crystaux rhombohédriques de dolomite.

2) Chimie des pierres de revêtement

Dans la formule chimique 2, on peut remplacer une partie d’argile par un matériau siliceux hydraté, comme par exemple la diatomée (silice amorphe hydratée) ou autre, qui produira du silicate de soude, lequel réagira selon la formule chimique 3 avec la carnallite, conduisant à la formation de silicate de magnésium. Cela crée une pierre beaucoup plus solide, à forte résistance.

Les liants de la pierre ré-agglomérée sont le résultat de géosynthèses (des géopolymères) qui créent plusieurs minéraux naturels: le calcaire (calcite), des alumino-silicates hydratés (feldspathoïde, mica-chlorite), des silicates de magnésium, de la magnésite (aussi de la dolomie par réaction calcite+magnésite) et de l’halite. Le natron égyptien contient souvent du sulfate de sodium, qui dans le milieu réactionnel de la formule 1 produit aussi du sulfate de calcium. On comprend pourquoi les géologues peuvent être facilement trompés.

La formule d’Imhotep pour faire des blocs de calcaire

Imhotep a eu deux formules chimiques différentes : une très simple pour couler les blocs internes en calcaire, et une autre pour produire des pierres de haute qualité pour le revêtement extérieur. Quand tous les blocs intérieurs furent mis en place, on appliqua un revêtement. Ceci signifie qu’il fallut préparer un type de moule plus sophistiqué, afin de produire des blocs inclinés, en suivant la pente de la pyramide, en ajoutant de nouveaux ingrédients au mélange pour obtenir une pierre calcaire de plus grande qualité.

1. CALCAIRE TENDRE


Versant du sel Natron dans le bassin de réaction.

Pour construire la pyramide à degrés, Imhotep a trouvé une carrière de calcaire tendre, juste à un kilomètre du chantier de construction, fournissant la matière première pour mouler des millions de pierres à assembler. Le calcaire tendre peut être facilement désagrégé sous pression ou en le diluant dans l’eau.
Des canaux peu profonds ont été creusés dans la calcaire tendre le long du Nil, formant des bassins idéaux pour produire de grandes quantités de calcaire boueux. Les hommes d’Imhotep ont commencé à désagréger la roche tendre argileuse avec cette eau, ajoutant la chaux à l’argile décantée, formant ainsi une boue qui contient les coquillages fossiles.

2. LE SEL NATRON


Le mélange de la chaux, du Natron, du calcaire et de l’eau.

Ensuite, une substance appelée le sel Natron (carbonate de sodium) a été versée dedans. Ce sel est une substance très réactive qui permet la transformation en pierre; c’est pourquoi il fit employé pour éviter la destruction du tissu organique pendant la momification..

Le natron se trouve en très grande quantité dans le désert et dans le Wadi-El-Natron.

3. LA CHAUX


La pâte de béton calcaire.

Puis, on ajoute la chaux, le minerai qui lie. La chaux est une poudre obtenue en calcinant des roches sédimentaires telles que la calcaire et la dolomite, et en recueillant des cendres de bois. Le feu oxyde et convertit les roches en résidu poudreux, c’est la chaux. Les cendres de plantes sont également riches en chaux et les prêtres ont établi la coutume de rassembler les cendres des feux de cuissons, partout en Egypte, pour les ajouter au mélange.

4. SOUDE CAUSTIQUE


Le premier moule rempli de calcaire.

La chaux mélangée avec de l’eau et le natron produisent une troisième substance, beaucoup plus corrosive, qui déclenche une forte réaction chimique et transforme d’autres matériaux. L’eau a dissous le sel Natron et a mis la chaux en suspension, formant la soude caustique.

La soude caustique est le catalyseur qu’Imhotep requiert pour déclencher une réaction chimique puissante, qui produit la dissolution rapide de la silice et de l’alumine.

5. LE CIMENT


La mise à niveau du deuxième moule.

Les hommes ont mélangé les ingrédients dans les canaux jusqu’à obtenir un liant pâteux et homogène. Imhotep avait inventé un ciment à base d’eau. Maintenant, il devait simplement convertir ce ciment en béton.

6. LE BETON CALCAIRE

Ses ouvriers ont ajouté des coquillages fossiles, des gravas de calcaire et du limon du fleuve Nil, produisant une pâte de béton, qu’ils ont porté vers l’endroit où des centaines de petits moules en bois avaient été préparés. Ces moules avaient été enduits d’huile rance pour faciliter le dégagement du béton une fois durci.

Le mélange a été damé, tassé, dans les moules comme pour la fabrication de terre damée appelée pisé. Il devenait un calcaire re-aggloméré dense, qui était laissé séché à l’ombre pour éviter sa fissuration sous le chaud soleil .

7. DES BLOCS DE CALCAIRE


Le remplissage du troisième moule.

Les blocs durcis ont été retirés de leurs moules et facilement transportés jusqu’au chantier de construction, au moyen de petites rampes au-dessus des rangées déjà construites, jusqu’à ce que les hommes aient posé chaque bloc à l’endroit désigné.

L’élévation de la Pyramide à degrés n’était pas seulement la première, mais également la seule à être faite entièrement de petits blocs modulaires pesant approximativement 60 kilos chacun, facilement portés par deux hommes.

8. AMELIORER LA FABRICATION


Les blocs de calcaire totalisant douze tonnes.

Cette Pyramide à degrés fut la première à se servir de la technique de la brique crue mais, au lieu d’employer de la boue, Imhotep a utilisé une pâte de calcaire. Puis, les trois pyramides du Sneferou ont amélioré étape par étape la technologie en augmentant la taille des blocs et la taille des monuments. Plus tard, pour la pyramide Rouge à Dashour de Sneferou, des blocs beaucoup plus lourds furent moulés directement sur place, ce qui signifie qu’ils n’ont pas été déplacés. C’est comment cela que les grandes pyramides de Gizeh ont été construites. On constate ainsi comment des améliorations techniques ont permis de réaliser une des célèbres merveilles du monde, seulement 60 ans après la première pyramide de Saqqarah.

À l’Institut Géopolymère, nous avons essayé de répliquer ce tour de force en faisant des blocs grandeur nature, c’est-à-dire de 1 à 4,5 tonnes. Les prochaines pages illustrent notre expérience.

RECETTE EMPLOYEE DANS LA VIDEO DE LA PAGE SUIVANTE

1) Le calcaire de coquillages nummulites provient du site de Tracy-le-Val au sud de Saint-Quentin (France). Il resemble à celui de Gizeh mais ne contient pas d’argile kaolinite qui doit être ajoutée.
2) Le bassin contient deux mètres cubes d’eau. On y verse 60 kgs de carbonate de soude (natron), 80 kgs de chaux éteinte et 160 kgs d’argile kaolinitique.
3) La colle géologique est mélangée avec 4500 kgs de calcaire nummulite avec un outil en bois.

Après séchage au soleil, le mélange contient environ 20% en poids d’eau, puis est transporté pour être tassé dans le moule.

Un exemple d’une pierre calcaire re-agglomérée
Comment les blocs des pyramides ont été fabriqués ?

L’image montre-t-elle une pierre artificielle ou naturelle ? Les scientifiques de l’Institut Géopolymère ont, avec succès, fabriqué et moulé une pierre calcaire re-agglomérée. Le matériau géologique employé est ici très semblable à celui trouvé sur le plateau de Gizah en Egypte, un matériau tendre avec beaucoup de coquillage nummulites, mais il provient d’une carrière en France. Le but de cet essai était de démontrer que ce type de pierre calcaire est parfait pour être facilement ré-aggloméré. Nous avons désagrégé ce matériau tendre avec de l’eau, ensuite mélangé la pierre calcaire boueuse et ses coquillages fossiles avec une argile kaolinitique et un simple liant géopolymère. Puis, la boue de pierre calcaire a été tassée dans le moule (une forme de pyramide!). La pierre calcaire re-agglomérée, liée par une réaction géochimique, a ainsi durci en un bloc résistant, beaucoup plus dur que le matériau original. Nous avons ainsi renforcé la pierre et l’avons faite plus résistante à la pollution, la pluie acide et le gel.


Gros plan de la mini-pyramide. Les coquillages fossiles sont intacts et le liant géopolymère est intégré dans la matrice de calcite.

La mini-pyramide est large de 9 cm. Dans ces images, vous pouvez clairement voir que l’on peut être facilement duper si on n’est pas conscient de la possibilité de la chimie des géopolymères. Le résultat final ne ressemble en rien au béton moderne. C’est une pierre calcaire naturelle, le matériau n’a pas été écrasé ni pulvérisé, mais doucement désagrégé, et tous les coquillages fossiles sont intacts.


Un gros plan du fond de la mini-pyramide. Le fond était le sommet du moule, la mini-pyramide a été moulée à l’envers, le sommet en bas.

Parce que nous n’avons pas été autorisés à échantillonner des matériaux originaux des carrières du plateau de Gizah, nous n’avons pas employé la formule égyptienne antique exacte. La pierre calcaire française, employée dans cette expérience, est très semblable, mais n’a aucune argile réactive en elle et nous avons dû en ajouter. Néanmoins, le résultat final est chimiquement et géologiquement proche de ce que nous trouvons en Egypte.

Avec la formule égyptienne, le résultat est différent parce qu’elle exige des blocs plus grands pour une meilleure cohésion. Elle n’est pas appropriée pour de petits objets. Indépendamment de la formule, nous avons clairement démontré que la clef de succès est une matière première géologique appropriée.