Comme les autres cultures des grandes vallées fluviales, l’Égypte a construit ses villes en briques crues ; la brique cuite n’y est apparue qu’à l’époque romaine. Le bois était utilisé avec parcimonie, car il n’était jamais abondant. Il était surtout utilisé pour les toits, où il était fortement complété par des roseaux. Seuls quelques bâtiments royaux ont été construits avec des charpentes complètes en bois.
C’est dans ce contexte terne d’interminables maisons en briques crues qu’une nouvelle technologie de construction en pierre taillée a émergé dans les temples et les pyramides de la 4e dynastie (vers 2575-c. 2465 avant J.-C.). L’Égypte, contrairement à la Mésopotamie ou à la vallée de l’Indus, disposait d’excellents gisements de pierre exposés en surface ; calcaire, grès et granit étaient tous disponibles. Mais l’extraction, le déplacement et le travail de la pierre étaient un processus coûteux, et l’exploitation de la pierre était un monopole d’État. La pierre est devenue un matériau de construction d’élite utilisé uniquement pour les bâtiments d’État importants.
Les Égyptiens ont développé la pierre taillée pour les bâtiments funéraires royaux, non seulement pour sa résistance mais aussi pour sa durabilité. Elle semblait être le meilleur matériau pour offrir une protection éternelle au ka du pharaon, la force vitale qu’il tenait du dieu soleil et grâce à laquelle il régnait. La pierre avait donc une signification à la fois fonctionnelle et symbolique.
Dans la longue tradition de la maçonnerie de briques, la construction en pierre est apparue brusquement, avec peu de transition. Les tombes mastaba en brique des premiers rois et nobles ont soudainement cédé la place aux techniques de pierre du complexe cérémoniel du roi Djoser à Ṣaqqārah, dont la construction est associée à son conseiller et bâtisseur Imhotep. Il s’agit d’une structure aux formes quelque peu curieuses et incertaines mais d’une grande élégance dans l’exécution et les détails. Elle se compose principalement de murs massifs en calcaire qui entourent une série de cours intérieures. Les murs ont des surfaces alambiquées, qui rappellent les tombes mastaba, avec des portes factices, et il y a même des bâtiments factices entiers en pierre massive. Le complexe possède un grand hall d’entrée dont le toit est soutenu par des linteaux massifs en pierre qui reposent sur des rangées de courts murs en aile faisant saillie des murs d’enceinte. Il n’y a pas de colonnes autoportantes, mais des colonnes cannelées naissantes apparaissent aux extrémités des murs d’aile et des 3/4 de colonnes engagées font saillie sur les murs des cours. Le complexe contient également la première pyramide, créée à partir de mastabas successivement plus petits. Tous ces éléments sont construits en petites pierres, qui pouvaient être manipulées par un ou deux hommes. Il s’agit d’une technologie déjà très développée, impliquant des méthodes élaborées pour extraire, transporter et travailler la pierre.
Le processus de construction commençait dans les carrières. La plupart d’entre elles étaient à ciel ouvert, mais dans certains cas, des tunnels étaient creusés sur plusieurs centaines de mètres dans les falaises pour atteindre la meilleure qualité de pierre. Pour extraire la roche sédimentaire, l’outil principal était le pic de maçon, avec une tête métallique de 2,5 kilos et un manche de 45 centimètres. Avec ces pioches, des canaux verticaux aussi larges qu’un homme étaient creusés autour de blocs rectangulaires, exposant cinq faces. La séparation finale de la sixième face a été accomplie en perçant des rangées de trous dans la roche avec des forets à archet en métal. Des coins en bois ont été enfoncés dans les trous pour les remplir complètement. Les coins ont été arrosés d’eau, qu’ils ont absorbée et qui les a fait se dilater, libérant ainsi la pierre de son lit. Pour l’extraction de roches ignées comme le granit, qui est beaucoup plus dur et résistant que le calcaire, le pic du maçon était complété par des boules de dolérite pesant jusqu’à 5 kilogrammes, qui étaient utilisées pour briser la roche en la battant et en la martelant. Le granit était également percé et scié à l’aide d’abrasifs, et des coins en bois expansibles étaient utilisés pour fendre la roche.
Les Égyptiens étaient capables de déplacer des blocs pesant jusqu’à 1 000 000 de kilogrammes depuis les carrières jusqu’à des sites de construction éloignés. Il s’agissait d’une réalisation étonnante, car leurs seules machines étaient des leviers et de grossiers traîneaux en bois actionnés par des masses d’hommes et d’animaux de trait. Il n’y avait pas de véhicules à roues avant 1500 avant J.-C., et ils n’ont jamais été largement utilisés dans la construction. Cependant, la plupart des carrières se trouvaient près du Nil, et les bateaux étaient également très utilisés pour le transport des pierres.
Sur le site de construction, les pierres brutes étaient finies avec précision pour leur donner leur forme définitive, en accordant une attention particulière à leurs faces exposées. Pour ce faire, on utilisait des ciseaux et des maillets en métal ; des équerres, des fils à plomb et des règles étaient utilisés pour vérifier la précision du travail. Ces outils sont restés standard jusqu’au 19e siècle. Après la première apparition de petites pierres à Ṣaqqārah, leur taille a commencé à augmenter jusqu’à atteindre l’échelle cyclopéenne habituellement associée à la maçonnerie égyptienne à peu près à l’époque de la construction des pyramides. Malgré les lourdes charges que créaient les structures en pierre, les fondations étaient d’un caractère étonnamment bâclé et improvisé, faites de petits blocs de pierre de mauvaise qualité. Ce n’est qu’à partir de la 25e dynastie (vers 750-656 avant J.-C.) que les bâtiments importants ont été placés sur une plate-forme souterraine en maçonnerie de plusieurs mètres d’épaisseur.
Les Égyptiens ne possédaient pas d’engins de levage pour élever les pierres verticalement. On pense généralement que la pose des couches successives de maçonnerie s’effectuait à l’aide de rampes en terre ou en briques crues, sur lesquelles les pierres étaient traînées jusqu’à leur emplacement dans les murs par la force musculaire animale et humaine. Plus tard, lorsque les rampes ont été retirées, elles ont servi de plates-formes aux maçons pour appliquer les finitions finales sur les surfaces en pierre. Les vestiges de ces rampes sont encore visibles dans les temples inachevés commencés à l’époque ptolémaïque. Les pierres étaient généralement posées avec un lit de mortier composé de gypse, de sable et d’eau, qui servait peut-être davantage de lubrifiant pour pousser la pierre en place que d’agent de liaison. L’utilisation d’ancrages métalliques à queue d’aronde entre les blocs était également limitée.
Les grandes pyramides de Gizeh, dont la plus haute culmine à 147 mètres (481 pieds), sont une merveilleuse réussite technologique et leur impact visuel est encore impressionnant aujourd’hui ; il faudra attendre le XIXe siècle pour que des structures plus hautes soient construites. Mais ils représentent également une impasse dans la construction massive en pierre, qui s’est rapidement orientée vers des cadres en pierre plus légers et plus flexibles et vers la création d’espaces intérieurs plus grands. La colonne de pierre autoportante supportant des poutres en pierre est apparue pour la première fois dans les temples royaux associés aux pyramides, vers 2600 avant notre ère. Les colonnes carrées en granit portant de lourds linteaux en granit s’étendaient sur 3 à 4 mètres (10 à 13 pieds) ; les espaces entre les linteaux étaient couverts de dalles massives en granit. Dans ces structures, la notion abstraite des charpentes en bois des premiers bâtiments royaux était traduite en pierre.
Bien que la pierre soit plus durable que le bois, sa résistance structurelle est très différente. La pierre est beaucoup plus résistante en compression que le bois, mais elle est plus faible en tension. C’est pourquoi la pierre convient bien aux colonnes, qui peuvent être très hautes, par exemple 24 mètres (80 pieds) dans le grand temple d’Amon-Rê à Karnak. Mais les linteaux en pierre qui s’étendent entre les colonnes sont limités par la tension qu’ils développent sur leurs surfaces inférieures ; leur portée maximale est peut-être de 5 mètres (16 pieds). Ainsi, pour des portées plus longues, une autre forme structurelle était nécessaire pour exploiter la plus grande résistance à la compression de la pierre. Mais l’arc, qui pouvait couvrir une plus grande distance en compression, restait confiné aux égouts et aux toits souterrains des tombes des petits fonctionnaires. Ainsi, peut-être avec l’image de la charpente en bois encore forte dans leur esprit, les maçons égyptiens se contentèrent d’explorer les limites de la charpente en pierre analogue dans une série de grands temples construits au cours du Nouvel Empire (1539-1075 avant notre ère) à Karnak et à Louxor, culminant dans les élégantes loggias du temple de la reine Hatchepsout à Deir al-Baḥrī. Le paradigme du temple à ossature de pierre qu’ils ont établi perdurera jusqu’à la fin du monde classique.
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Retour sur l’histoire de la construction