Antécédents historiques
Les premières pyramides
3ème Dynastie: Djoser et Sekhemet à Saqqarah et Khaba à Zawiet el-Aryan
4ème Dynastie: Houni et Snefrou à Meïdoum et Snefrou à Dahchour Nord et Dahchour Sud

La réalisation d’une pyramide lisse a été rendue possible par la mise au point d’une nouvelle technique de construction appliquée pour la première fois lors de la réalisation de la pyramide rhomboïdale de Snefrou à Dahchour Sud (1).
Cette technique fut ensuite utilisée pour construire la pyramide rouge de Dahchour Nord (2) et pour « enrober » la pyramide à degré de Meïdoum (3) afin de la transformer en pyramide lisse.

(1).

(2).

(3).

A l’avènement de Kheops, la technique était donc parfaitement rodée et une nouvelle avancée technologique permit de faire « le grand bond en avant » que représente la construction de la Chambre du Roi, avec son plafond plat, à plus de 43m au dessus de la base. C’est ainsi que le premier système mécanique d’aide à une construction fut inventé et intégré dans les plans du projet ; il y demeure toujours, devenu une « friche industrielle », et est admiré pour son grandiose : la Grande Galerie.

Parmi les connaissances et moyens techniques disponibles au début du chantier

• Connaissance technique
  La voûte en tas de charge, appelée communément mais à tort voûte en encorbellement
• Instruments de mesure
  Equerre à niveau, équerre droite, fil à plomb, roseau et corde graduées.
  Coudée Royale (0,525m) comme unité de mesure, divisée en 7 palmes de 4 doigts
• Outillage
  A base de diorite, de quartzite, de silex, de cuivre, de bois et de corde
  (le fer n’était pas connu)
• Moyens de transports et de levage
  Bateaux, traîneaux, couffins, rondins, chèvres, leviers et une abondante main-d’œuvre
  (ni roue ni poulie)
• Caractéristiques de la force humaine
  Halage continu sur une pente à 8%: 10 hommes par tonne
  Traction brève à l’horizontale: 3 hommes par tonne
  Traction brève à l’horizontale avec la charge sur une pente à 8%: 4 hommes par tonne

Et surtout une remarquable organisation de chantier

Une approche en professionnels de l’art de construire
L’échelle humaine est fondamentale dans ce projet qu’il faut traiter comme 2 chantiers distincts mais intimement liés :
D’une part le chantier de la pyramide elle-même, ouvrage gigantesque mais résultat de l’accumulation de couches horizontales de matériaux
De l’autre celui des ouvrages intérieurs, avec en particulier la mise en place de poutres en granite de 65 tonnes à une hauteur de plus de 60 m

12 conditions impératives pour la construction simultanée des deux chantiers

1. Eviter au maximum toute structure provisoire sur le pourtour immédiat de la pyramide
2. Construire la pyramide par couches horizontales successives
3. Mettre d’abord en place les blocs de façade et de soutien puis remplir le corps
4. Pouvoir contrôler en permanence les caractéristiques dimensionnelles de la pyramide
5. Ne faire environ qu’une quinzaine de nivellements généraux
6. Réaliser la majeure partie du ravalement en cours d’élévation
7. Disposer en permanence d’une rampe en pente douce (7 à 8%)
8. Pouvoir transporter et mettre en place des poutres de 25 à 65 tonnes jusqu’au niveau + 60m
9. Réduire au minimum le nombre d’hommes composant les équipes de traction
10. Réutiliser le maximum de matériaux ayant servis à construire une rampe extérieure
11. N’utiliser que ponctuellement des machines de levage en bois
12. Réaliser le chantier dans le délai du règne de Kheops, soit au maximum 23 ans
    

La théorie en quelques lignes:

La théorie s’articule autour de 2 techniques simples de « Génie Civil », chacune étant déterminante pour son « chantier »

• Pour le 1er chantier, la construction de la pyramide :
  la rampe intérieure  
  
• Pour le 2ème chantier, la construction des chambres supérieures: le système à contrepoids

1er chantier
La rampe intérieure droite à quart tournant, le « chaînon manquant »
La construction de la pyramide est ainsi basée sur la combinaison de 3 procédés:
Une rampe extérieure frontale s’élevant jusqu’au niveau + 43m, base de la Chambre du Roi. Une fois cette dernière construite, la rampe est démontée et ses matériaux réutilisés pour finir la pyramide
Une rampe intérieure hélicoïdale s’élevant en pente douce (7%) du niveau + 7m jusqu’au niveau + 130m. En service jusqu’à la fin des travaux, elle permet d’approvisionner le chantier en partie avec des matériaux provenant du démontage de la rampe extérieure
Des chèvres prenant le relais du niveau + 130m jusqu’au sommet. Une chèvre spéciale de grande capacité assurant l’élévation du pyramidion

2ème chantier
Le système à contrepoids :
L’objectif : la construction de la Chambre du Roi qui implique la mise en place de poutres et chevrons très lourds
Le principe de base : réduire par fractionnement le nombre d’hommes composant les équipes de traction en se servant de la force restituée par un contrepoids, compléter et optimiser le système grâce à de brèves et puissantes tractions exécutées par des attelages humains manœuvrant à l’horizontale
La conséquence : création d’un cycle réarmement du contrepoids / traction d’une charge renouvelable à volonté, véritable « moteur » du système