Scan Pyramids : de la science mais pas de l'archéologie ?

Après deux années de recherche sur le célèbre plateau de Gizeh, l’équipe interdisciplinaire de Scan Pyramids a récemment publié dans la revue Nature un des articles les plus lus de ces dernières semaines dans le monde entier. Scan Pyramids donnait ce jeudi 7 décembre une conférence au CEA de Paris-Saclay. Cap sur l’Égypte et les muons.

Scan Pyramids est une équipe constituée de chercheurs au CEA, artistes mais également rêveurs en tout genre, venant d’Égypte et de France. Il y a quelques semaines, leur publication dans le journal Nature a permis de faire découvrir au public des avancées majeures dans la compréhension de la Grande Pyramide de Khéops de Gizeh. Un documentaire, récemment diffusé sur France 5 proposait une vulgarisation de ce projet de 2 ans. À sa suite, ce jeudi 7 décembre a eu lieu une conférence au CEA Paris-Saclay en présence quelques représentants de l’équipe : Sébastien Procureur et David Attié, chercheurs au CEA-Irfu (Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’univers) et Mehdi Tayoubi, co-directeur de la mission, et vice-président de Stratégie et Innovation chez Dassault Systèmes.

La genèse d’un projet

Tout débute en octobre 2015 avec la curiosité de l’Ancien Ministre des études supérieures du Caire, Hany Helal qui s’intéresse tout particulièrement aux pyramides et à leur construction qui restent mystérieuses et sujettes à de nombreuses théories, plus ou moins farfelues. Il fait appel alors à une équipe de chercheurs, de scientifiques, d’universitaires afin de créer des modèles 3D, des simulations pour vérifier des hypothèses.

Après avoir eu écho de ces recherches, le CEA Paris-Saclay, travaillant en parallèle sur un système de muographie – l’équivalent de la photographie dans laquelle les photons sont remplacés par des particules plus massives et avec plus d’énergie appelées les muons – qui permettrait de voir à travers la matière par absorption ou non de ces particules par les matériaux, décide de contacter l’équipe en Égypte. Ensemble, ils se lancent dans une belle aventure humaine.

Pendant 2 ans, ils vont travailler et réaliser des expériences, afin de tout d’abord permettre de vérifier si les détecteurs de muons fonctionnent bien en plaçant leurs instruments en direction d’une cavité dans la pyramide qui était déjà connue depuis des années. De nombreuses entités vont s’ajouter à l’équipe, des universités françaises, égyptiennes, canadiennes, des sponsors, des artistes et même des musiciens, dont un membre du groupe Air, afin d’étudier l’acoustique de certaines salles.

La découverte

Fortuitement, ils vont apercevoir des anomalies dans les muographies, sous forme de variations du nombre de muons captés, signifiant une absence d’absorption de la matière, c’est-à-dire des cavités. Avec le concours de l’équipe japonaise de Nagoya, qui découvrira en premier ce qui sera nommé le « Big Voïd », ils vont réaliser des découvertes à l’intérieur même de la pyramide par des méthodes appelées « non invasives » car elles ne détruisent pas la matière.

Ces découvertes seront par la suite étudiées plus profondément, à l’aide de 3 instruments principaux :

• L’infrarouge thermique c’est-à-dire étude des anomalies thermiques
• Le modèle 3D et la simulation
• Et évidemment la muographie
• Des outils de plus en plus performants

Afin de comprendre pleinement les découvertes, il est nécessaire de comprendre les instruments permettant de réaliser des muographies. Il en existe trois majeurs :

• Les détecteurs gazeux à lecture de plaque 2D, utilisés par l’équipe française. Il s’agit de grilles sur lesquelles réagissent les muons avec d’autres particules également, par confrontation avec un gaz.
• Les détecteurs à scintillation, composés de deux plaques avec des barreaux perpendiculaires. Par fluorescence, il est possible de repérer le passage des muons.
• Enfin, les plaques photographiques, utilisées par l’équipe japonaise, qui permet une résolution micrométrique de la muographie. Elles se basent sur la réaction chimique après le passage de muon.

Malgré la terminologie et la conception complexe, le principe général est relativement simple. Les muons, tels des particules comme des photons, arrivent sur un support généralement plat et par différents procédés on peut restituer leur position sur ce support. Cela permet d’obtenir une image formée par les positions de tous les muons incidents. Grâce à l’application dans le domaine des pyramides, les scientifiques du CEA ont pu améliorer leur technique, en miniaturisant leurs appareils tout en conservant, voire en améliorant la résolution des muographies et en réduisant les erreurs. Ces avancées seront sûrement utiles à d’autres domaines tels que l’industrie, les sciences terrestres ou bien le militaire pour percevoir à travers la matière.

Des avancées dans le domaine de la physique, mais finalement peu en archéologie

À l’issue de ces deux années, trois cavités ont été révélées à l’intérieur de la pyramide :

• La plus importante, le « Big Voïd », un potentiel couloir d’au moins 30m pour des centaines de m3, de potentielle inclinaison identique à la grande galerie
• Un petit couloir, sur la face Nord, débutant à 70cm de la paroi de la pyramide
• Une petite cavité sur l’arête nord-est, près de la cavité déjà connue.

L’équipe de Scan Pyramids a souhaité étudier la pyramide en prenant le parti de faire une mission « neutre et objective ». Il s’agissait pour eux de ne pas être influencés par des connaissances archéologiques ou historiques. Leur intention de prime abord n’était pas de faire évoluer le domaine de l’égyptologie, mais de réaliser des progrès dans des domaines techniques et physiques. De cette manière, certains membres de l’équipe ne connaissaient rien aux pyramides égyptiennes avant de rejoindre le projet.

Malgré un discours séparant nettement les archéologues et les scientifiques, alors que le principe de l’équipe est la pluridisciplinarité et la coopération de différents corps de métiers et de recherche, ces découvertes fortuites permettent de mettre en évidence l’importance des nouvelles technologies dans la reconstruction du passé. Même si de nombreuses inconnues demeurent, ces cavités fournissent un matériel sur lequel pourront se pencher des archéologues et égyptologues du monde entier, pour enfin comprendre le génie architectural égyptien… s’ils en obtiennent le financement… crédit photo : Scan Pyramid