L’accumulation de connaissances sur la technologie inca appliquée à la construction de la ville de Machu Picchu démontre sans aucun doute l’existence d’une ingénierie inca compatible avec le contexte de la technologie actuelle, comme en témoigne l’affinité trouvée dans l’application de l’ingénierie dans ses différentes spécialités, telles que tels que : géologiques, civils, hydrauliques, routiers, agricoles et environnementaux, pour citer ceux qui ont le plus d’intervention et d’impact. L’ingénierie inca au Machu Picchu a atteint son plus grand développement et sa plus grande importance à l’époque de l’empire Tawantinsuyu, favorisé par sa situation géopolitique et stratégique, occupant la partie centrale du continent sud-américain, couvrant de vastes territoires des pays actuels du Pérou et de l’Équateur. et la Bolivie. et une partie du nord de l’Argentine et du Chili.
De même, la ville de Machu Picchu constitue un paradigme d’ingénierie ancestrale, où vous pourrez admirer in situ la technologie inca originale, qui étonne le monde. Il est possible d’imaginer comment les ingénieurs incas, grâce à leurs connaissances techniques, ont défié et réussi à surmonter les facteurs accidentés et agressifs de la nature, pour adapter la ville à la topographie de la région. Pour les bâtisseurs incas, il n’y avait aucun obstacle qui rendait impossible la réalisation de leurs objectifs, buts et desseins. En ce sens, ils ont très judicieusement analysé, d’une part, les atouts et les opportunités de leur technologie de pointe ; et, d’autre part, ils ont su prévoir le renversement des menaces de risque provenant de phénomènes géodynamiques externes, risque provoqué par l’eau et la gravité. Tous ces facteurs ont été évalués avant de prendre la décision d’entreprendre la construction de la ville.
L’analyse de la portée de l’ingénierie inca est une source inépuisable de recherche, qui suscitera toujours un intérêt pour les explications techniques pour révéler de plus en plus l’originalité de la technologie inca. Il est important de clarifier l’utilisation du mot ville inca de Machu Picchu, ville et aussi citadelle, comme l’appelait Hiram Bingham.
Dans le domaine de la ingénierie géologique , l’emplacement de la citadelle est un facteur de sécurité pour garantir la stabilité et la pérennité de la cité inca, car elle a été construite au sommet d’un batholite de granit ; C’est aussi la connaissance de la prévention des failles et de l’éventuelle apparition de phénomènes géodynamiques extérieurs à la zone. L’ingénierie géologique appliquée par les constructeurs incas démontre une connaissance spécialisée de la pétrologie du lieu, qui a contribué au choix du site pour garantir la qualité et la quantité des matériaux nécessaires aux travaux. L’emplacement stratégique rend la ville imprenable, car elle est entourée de falaises rocheuses et de pentes aux inclinaisons très prononcées.
Le sanctuaire historique de Machu Picchu, selon les études du Dr Víctor Carlotto Caillaux, est situé sur un ensemble de roches ignées intrusives du batholite de Vilcabamba, d’âge Permien-Trias, où l’on trouve également des roches métamorphiques du Paléozoïque inférieur, des roches sédimentaires du l’âge Mésozoïque. et les dépôts cénozoïques et quaternaires récents. L’étude géologique détaillée des collines de Machu Picchu et Wayna Picchu et de leurs environs, y compris la zone de la ville inca, nous permet de spécifier quatre unités cartographiables hautement fracturées et mobiles par gravité de blocs de granit séparés, également connus sous le nom de chaos granitique, dépôts colluviaux et matériaux de remplissage.
Sur le chemin Inca, entre les collines d’Uña Picchu et de Machu Picchu, le même chercheur a identifié d’autres formations géologiques, comme un barrage de tonalite de 0,30 m d’épaisseur. Cette roche a une texture à grain fin ; Elle est de ton gris clair à vert et est constituée d’abondants plaglioclase, avec du quartz, de la biotite, de l’orthose et de la hornblende en moindre proportion et peu de mafiques. Au sud de la citadelle, on trouve une veine de talc serpentinicochloritique incrustée dans les parois de schistes chloriteux, micacés et quartzeux. La couleur du talc et du schiste varie du vert clair au vert foncé ; C’est un matériau utilisé par les artisans locaux pour sculpter des icônes et des statuettes de différentes significations. Les granites du Machu Picchu sont fracturés par des systèmes de joints et de failles qui montrent trois directions principales : nord-ouest-sud-est, nord-est-sud-ouest, est-ouest.
L’affleurement granitique du Machu Picchu, également connu sous le nom de batholite de Vilcabamba, est d’origine ignée et correspond à une roche intrusive basique et majeure de formation plutonique venue à la surface et appartenant au clan ou famille des granodiorite et des tonalites, roches liées. en raison de la similitude de leur composition minéralogique ; soulignant que le granit du Machu Picchu contient du quartz en abondance.
Ici, il est important d’aborder le concept d’excavation magmatique, ce qui signifie qu’un corps de magma creuse ou remonte vers le haut dans la croûte terrestre, c’est-à-dire qu’il s’agit du mécanisme de déplacement vertical du batholite, étant possible de le localiser à grande profondeur. de l’énorme masse de granit refroidi, où il pourrait réagir avec le magma chaud et être assimilé par le batholite, provoquant une poussée vers le haut qui se matérialiserait dans l’affleurement de la couche superficielle de la croûte terrestre. Dans ce processus, lorsque le magma lors de son voyage ascendant chauffe rapidement la roche froide, celle-ci se dilate et peut se fracturer.
C’est ce qui aurait pu arriver au batholite du secteur du Machu Picchu. En conséquence de ce processus, le granite a été soumis à de nombreuses forces qui ont provoqué des forces de torsion, de traction, de fracture et de poussée, sous la forme de coins de roches latérales produites par la géodynamique interne du magma, ce qui a finalement facilité l’expulsion du batholite. à
la surface de la Terre. Évidemment, ce processus a duré des millions d’années. Cette explication est valable pour justifier l’origine des failles géologiques, connues des Incas, qui savaient prévoir l’impact possible sur la durabilité des bâtiments. Pour cette raison, les douves sèches coïncident avec l’une de ces failles et il n’y a aucune construction à cet endroit.
L’ère géologique de la formation du batholite se situe dans l’ancienne période Paléozoïque, Ordovicien, entre le Silurien et le Cambrien avec une durée de 67 millions d’années et un âge géologique approximatif d’aujourd’hui de 505 millions d’années. Autrement dit, la formation du batholite se situerait après la période cambrienne, qui a duré environ 85 millions d’années et a eu un âge de 590 millions d’années, en considérant que l’âge de la Terre est de 4,6 milliards d’années.
Le style unique et original des bâtiments de Machu Picchu est pertinent, caractérisé par un sceau d’identité indubitable : les montants des portes, les fenêtres et les niches trapézoïdales, qui se combinent avec l’inclinaison des murs, des paramètres avec des pierres d’une beauté incomparable. Ensemble, ils constituent l’ingénierie de construction inca. Il est important de souligner que l’application du génie civil à l’époque inca est un consensus mondial, reconnu par des institutions et entités renommées, notamment l’American Society of Civil Engineers et la Society of Professional Engineers des États-Unis.
Dans le domaine de l’ingénierie de construction inca, un ensemble d’activités ou d’éléments d’exécution ont été identifiés, tels que les travaux d’exploitation en carrière, la préparation et le transport de pièces lithiques, leur placement sur les murs, l’application magistrale d’une grande variété de styles d’accrochage. par l’importance, la signification et l’usage des lieux.
À cela s’ajoutent les traces de géométrie orthogonale, la construction de plates-formes à vocation agricole et celle de murs de soutènement, qui dans leur ensemble ont atteint un caractère sans précédent. Le processus de construction inca peut être rendu compatible avec ceux appliqués dans le contexte de la technologie actuelle, c’est-à-dire qu’il est possible d’appliquer un ordre séquentiel pour l’exécution des éléments considérés dans les bâtiments actuels, la planification des travaux de carrière, le transport des pièces de granit. , choix du type de sol et programmation du processus de construction. Pour ce faire, l’exécution des travaux peut être proposée dans l’ordre suivant : tracé et aménagement des bâtiments, fouilles, construction de fondations, murs ou structures lithiques et toitures en bois, en plus d’autres travaux complémentaires liés aux infrastructures urbaines (rues, escaliers, dalles et circuits piétonniers, complétés par des plateformes).
Il est important de considérer l’optimisation des surfaces disponibles lors du processus de construction de la citadelle en fonction de la topographie et de l’emplacement de la carrière, qui a été réalisé dans l’idée de prioriser les bâtiments par secteurs. Tout d’abord, le secteur urbain supérieur, avec des pierres fines pour construire hiérarchiquement les complexes les plus importants de la ville, où les murs présentent une variété de styles d’aménagement les plus raffinés. Les plates-formes ont été construites à partir de morceaux de roches rustiques et de ceux obtenus comme surplus des premières maçonneries. En raison de l’ampleur des travaux, il était essentiel de planifier les travaux pour optimiser l’utilisation temporaire des espaces destinés à l’installation des pièces lithiques, qui a été étendue aux besoins des milliers de personnes ayant participé aux constructions. Il est possible qu’ils se soient installés temporairement dans des logements précaires, situés sur les premières terrasses des quais ou dans des équipements autour de la citadelle.
La citadelle a été construite au sommet du batholite granitique, l’aménagement urbain et l’aménagement du territoire étant planifiés sur le massif granitique. Imaginons apprécier de manière panoramique l’expression géologique visuelle de la volumétrie spatiale de la zone occupée par la ville inca, c’est-à-dire voir une série de plus hauts sommets et de protubérances de l’affleurement de la roche matricielle. Cela conduit à la conclusion que la construction de la citadelle et les infrastructures urbaines ont été adaptées à la topographie du lieu, équipées de plates-formes de différents niveaux. L’utilisation des roches les plus remarquables de la région, produites du chaos granitique, a été privilégiée. Ces pièces n’ont pas perdu le substrat rocheux, c’est-à-dire qu’elles constituent des pièces originales uniques et ont été prises en compte dans les bâtiments des enceintes emblématiques sur une base stable. Les travaux d’exploitation de la carrière ont été réalisés dans la zone concentrée de chaos granitique, en donnant la priorité à l’extraction des plus gros blocs de granit pour les bâtiments les plus importants ; Les pièces restantes étaient utilisées dans le matériel rustique. C’est-à-dire qu’aucun fragment n’a été gaspillé, même les plus petits ont été utilisés comme cales, ce qui a permis l’application d’une variété de variantes de gréement, qui seront expliquées plus loin. Ce travail d’extraction a été facilité en prenant comme guides les lignes des disjonctions, ou clivages, disposées presque parallèlement à la manière d’un essaim, qui définit les surfaces des microfailles ou joints, de telle sorte que les morceaux, ou le puits de Les roches avaient des mesures approximatives par rapport aux exigences des travaux et ont été préparées (dégrossies) avec un travail de maçonnerie préliminaire avant d’être transportées.
Les morceaux de roche, une fois extraits, avaient généralement la forme de parallélépipèdes, de tailles et de poids différents, dans certains cas plusieurs tonnes, qui devaient nécessairement être transportés dans les conditions physiques existantes, comme c’est le cas des lithiques de l’ensemble de temples, qui étaient déplacés sur des rampes peu profondes, car il y a des indications que les plus grosses roches ont été extraites dans un affleurement situé dans la zone qui correspond à la Place Sacrée, où convergent le Temple Principal et le Temple. des Trois Fenêtres.
Pour transporter des pièces lourdes sur de plus grandes distances, en plus des rampes, on a utilisé des rouleaux de support ronds en bois à la base et des leviers en bois appliqués à l’arrière (wanqhana), complétés par des forces de traction appliquées à l’avant, tirées avec des cordes à haute résistance, connues sous le nom de cabuya, fait de maguey ou d’autres espèces végétales. La plus grande quantité de lithiques a été transportée des zones élevées vers les niveaux inférieurs.
Pour une meilleure connaissance, on sait que ce mode de transport était également appliqué sur des distances plus considérables, comme c’est le cas du groupe archéologique d’Ollantaytambo, où des pièces lithiques uniques de roche de rhyolite rose ont été transportées depuis la carrière de Kachiqhata, située à 7 km. d’Ollantaytambo, dans la partie supérieure de la rive gauche de la rivière Vilcanota. Le tracé du premier tronçon servait à descendre les pièces de la carrière sur une pente à pente très raide, puis le tracé se poursuivait sur une distance considérable avec une pente plus faible jusqu’à traverser la rive droite de la rivière en aval et finalement il fut terminé. . le long d’un tronçon très incliné jusqu’au sommet d’un autre versant où se trouve cet ensemble archéologique. Un tel voyage est une prouesse, sachant que chaque pièce a un poids moyen de 40 tonnes et qu’elles étaient utilisées exclusivement dans un mur, éventuellement cérémonial. D’autres gros morceaux isolés ont été laissés en cours de route ; Autrement dit, il est possible que le complexe archéologique soit resté inachevé pour des raisons inconnues. C’est un fait qui démontre la capacité des Incas à transporter des objets lithiques de grande taille et de grand poids sur des distances considérables.
Dans la typologie des murs des bâtiments, ont été identifiés ceux qui correspondent à des structures verticales de type lithique et porteur, avec un comportement structurel dépendant de l’importance et de la taille du bâtiment, de la localisation du site, de la capacité portante du sol. , le style de gréement et d’autres facteurs de construction. Concernant la conception architecturale des bâtiments, environ 95 % sont à un étage et à un seul espace, par conséquent, l’incidence de surcharge est minime et, si elle existe, elle se transmet directement au sol.
Les bâtiments à deux étages, connus ancestralement sous le nom de markawasi, ont une présence de 5 % ; Ils ont une conception architecturale particulière, le premier étage étant utilisé pour le logement, le deuxième comme entrepôt pour les produits agricoles et divers articles ménagers. Cette conception architecturale nécessite d’ajouter la charge permanente du poids propre du deuxième étage, constitué par les murs et le plafond et la mezzanine, qui était éventuellement constituée d’une couche de mélange de matériaux divers (argile, chaux, granulats grossiers et fins mélangés avec de l’eau), placée sur une plate-forme en rotin, couvrant la surface du deuxième étage, ce qui générait une charge répartie sur les poutres rondes en bois qui transmettaient la charge totale (la somme de la charge permanente et de la surcharge ou surcharge) sur les murs . du premier étage, en supportant et en fixant sur des extensions situées le long des murs longitudinaux, des extensions formées en réduisant la largeur du mur de 0,85 m au premier étage à 0,60 m au deuxième étage. Les murs des bâtiments ne sont pas soumis à des charges latérales. Ceux-ci agissent sur les murs de soutènement des plates-formes, dans lesquels intervient la poussée des remblais, générant des charges horizontales.
Dans les structures lithiques, la qualité du sol, le style de gréement, le degré d’inclinaison, les sections transversales, l’épaisseur, la hauteur et l’élancement des parois, tous associés au poids spécifique du granite, sont des facteurs concourants et déterminants. qui définissent le comportement structurel requis dans les bâtiments et les terrasses du Machu Picchu. Les styles de gréement sont des paramètres de construction d’une telle gravitation que, avec une plus grande perfection de la maçonnerie, des joints très hermétiques ont été réalisés entre les lithiques jusqu’à atteindre la condition monolithique des murs, ce qui permet la stabilité des structures, garantissant l’inclinaison des murs vers le haut. là où il n’y a aucun risque de perte de stabilité lors des virages. Le poids unitaire élevé du granit (2700 kg/m3) contribue à la condition monolithique qui, liée au faible coefficient d’élancement, conduit à une structure peu vulnérable, même aux exigences sismiques.
En ce qui concerne la sismicité, les murs ont des conditions monolithiques et agissent de manière similaire aux plaques antisismiques situées orthogonalement, remplissant donc une fonction atténuante de l’effet des ondes sismiques. Ils complètent donc l’énorme masse du batholite granitique sur lequel la citadelle est construite, agissant comme un grand amortisseur contre les tremblements de terre, de sorte que les altérations historiques dues à l’action impactante de phénomènes géodynamiques internes sont inconnues.
Le gréement présente différents styles, identifiés par la beauté et l’esthétique des murs et définis par l’objectif social, culturel et religieux des bâtiments. Les pièces lithiques magistralement placées présentent diverses formes et finitions géométriques, montrant des parements (surfaces extérieures des murs) de styles inégalés, qui confirment les conditions artistiques et créatives des Incas.
Dans la technologie inca, la roche granitique était considérée comme un matériau, pour permettre ensuite de placer des lithiques de différentes formes géométriques et finitions sur les murs sans utiliser de mortier dans les bâtiments en pierre fine et des lithiques cellulaires de style polygonal avec mortier dans les bâtiments de rang inférieur. . Sur la base d’une appréciation constructive de la ville inca dans son ensemble, l’intervention des différentes spécialités d’ingénierie est requise à plusieurs reprises. En parcourant les circuits pédestres des bâtiments, vous pourrez apprécier la force et l’énergie qu’il a fallu pour défier la nature et construire la ville et perpétuer l’héritage de l’espace-temps andin sacré, exprimé indemne dans le Machu Picchu, le nouveau culturel et merveille naturelle du monde.
Les styles de gréement les plus importants identifiés au Machu Picchu sont : le mégacyclopéen polyédrique à texture bordée, le mégacyclopéen polyédrique à pierre fine et le style rectangulaire dans ses variantes (rembourré, intermédiaire, plat, lisse et courbé).
Ces variantes sont précisées en considérant l’isodome, lorsqu’il s’agit d’assises de même hauteur, et le pseudoisodome, lorsqu’il s’agit d’assises de hauteurs différentes ou alternées ; De plus, les gréements polygonaux cellulaires simples et polygonaux cyclopéens rustiques sont parmi les plus répétitifs, car on les retrouve sur les parois des plates-formes.
Les constructeurs incas étaient experts dans le choix de sols de bonne qualité pour garantir la stabilité et la durabilité de leurs bâtiments ; De même, avec un critère de prévention et de précaution, ils ont localisé les constructions les plus importantes dans des endroits à fort relief topographique, qui protègent de l’érosion due aux phénomènes naturels, tels que la pluie, la fonte des glaces, les avalanches et autres liés à la géodynamique externe. La qualification et le choix des sols ont été définis en tenant compte, d’une part, de l’importance, de la taille, de l’usage et de l’étendue des bâtiments ; et, d’autre part, l’aménagement du territoire, la topographie, la géologie et les conditions environnementales, pour ne citer que quelques variables. Le sol de la zone où se trouve le Machu Picchu a une capacité portante élevée, étant construit sur un affleurement de roche granitique solide recouvert d’une couche de déchets quaternaires d’origine collluviale, de matériaux alluviaux et autres issus de l’altération et de l’altération, un processus qui a duré des millions d’années. Ces conditions géologiques du lieu ont été analysées et prises en compte par les constructeurs. Il est donc important de prendre en compte la largeur des fondations, qui varie entre 0,80 et 0,90 m, constituant un paramètre de construction qui définit une meilleure structuration des murs en maçonnerie et permet également d’augmenter la zone de répartition et de transmission des charges. . de la structure lithique du sol, de telle sorte qu’en plus d’avoir une bonne capacité portante du sol, on obtienne un plus grand coefficient de sécurité pour anticiper d’éventuels tassements différentiels.
Trait et disposition
Les ingénieurs incas, lors de la refonte des enceintes en plan, ont défini les lignes et les axes, en appliquant la relation 3:4:5 qui forme un triangle à angle droit avec l’index et le pouce, qui a ensuite été appliquée à grande échelle et a été Il s’est adapté aux mesures et constantes de mesure utilisées dans l’Empire Inca. Ce principe de géométrie orthogonale était utilisé dans les lignes perpendiculaires pour fixer les axes centraux des murs de fondation puis pour les vérifier avec le croisement de diagonales de même longueur, joignant les quatre coins des enceintes. De cette manière, la perfection de la ligne à un angle de 90° a été obtenue grâce à une méthodologie pratique.
Murs de fondation
Les fondations des constructions incas sont des murs à faces verticales avec des lithiques de grande et moyenne taille à partir d’un maçon préalable de différentes longueurs et hauteurs standardisées. Les fondations ont une hauteur moyenne de 1 m et une largeur variable de 0,80 à 0,90 m. Ces structures lithiques reposent sur des sols très résistants ; Dans des cas particuliers, il a été construit directement sur l’affleurement granitique. Une fois cette étape réalisée, le remblai de la surlargeur a été remplacé par les matériaux issus des excavations en couches compactées jusqu’à atteindre le niveau du plancher fini. Ce niveau était considéré comme le début de l’élévation des murs, c’est pourquoi les fondations ont été enterrées.
Pour la construction des murs avec le style de gréement choisi, des cordes indéformables, des fils à plomb et des échafaudages ont été utilisés. Le placement des lithiques a été vérifié en rangées, tant l’alignement horizontal que les inclinaisons et les axes symétriques, en vérifiant les sections transversales qui tenaient compte des ouvertures des portes, fenêtres et niches, en plus du parfait réglage et biseautage. Pour obtenir une adhésion cohésive avec un assemblage parfait, les surfaces de contact entre les pierres placées en rangées sont convexes et concaves, selon les cas, ce qui leur permet de s’emboîter de manière immobile avec des joints hermétiques et le mur est alors réalisé avec un monolithique. comportement. . Cette condition a été obtenue en appliquant la méthode d’essais-erreurs autant de fois que nécessaire, le poids spécifique élevé du granit contribuant à cet objectif.
Dans ce cas, les lithiques ont été posées sans mortier, c’est-à-dire pierre sur pierre. Cependant, en observant certaines parois, on constate la présence d’une couche d’argile fine et très fine sur certaines surfaces de contact, peut-être utilisée comme curseur pour faciliter la mise en place définitive des pièces lithiques de manière juxtaposée. Il existe des cas particuliers, comme les murs du Temple des Trois Fenêtres, où, en raison du style de gréement méga-cyclopéen polyédrique à texture granuleuse, les lithiques sont de grande taille. Cette condition permettait de placer les éléments d’une seule pièce, recouvrant les deux côtés des faces murales. Il est évident qu’au départ les joints horizontaux et verticaux entre les lithiques étaient hermétiques ; A ce jour, ils présentent des ouvertures dues au tassement différentiel des murs, ce qui ne compromet pas leur stabilité. Ce sont des murs sous contrôle, sans enregistrer aucune variation ces dernières années.
Dans le processus de construction de certains complexes, différents styles de maçonnerie ont été appliqués aux murs : un style raffiné jusqu’à atteindre des hauteurs intermédiaires ; qui a été complétée dans la partie supérieure avec des lithiques cellulaires de style polygonal assemblées avec du mortier, en appliquant évidemment le même processus de technologie de construction, puisque les murs se comportent comme des structures gravitaires et porteuses. Le mortier est constitué d’un mélange d’argiles, de terres naturelles et de granulats de sable grossier mélangés à de petits fragments de granit. Lors de la construction de murs avec du mortier, il était possible de transporter un grand nombre de pièces lithiques individuellement, ce qui permettait de construire plusieurs groupes en peu de temps.
Dans les fouilles de Qorikancha, comme dans celles réalisées au Machu Picchu, ont été trouvés des outils similaires utilisés pour polir des pièces lithiques par percussion, constitués de marteaux et de cailloux très durs, connus sous le nom de pierre hiwaya. C’est un oligiste lourd d’une grande dureté et de texture compacte, considéré dans la tradition comme étant d’origine météorique. Il se caractérise par sa forme ovale et arrondie ; Il contient des oxydes de fer (6%), certains étant cités comme la géotite (Fe2O3H2).
Ces outils ont des poids différents, allant de un à dix kilogrammes et étaient utilisés comme polisseurs de bords et dégrossisseurs, et les plus lourds étaient utilisés pour compacter les remblais de terre. Pour la sculpture, une variété de ciseaux plats ont été utilisés ; et dans le placement des lithiques, des barres de bronze courtes et longues. Pour redessiner l’inclinaison des murs, des éléments métalliques lâches et de petites roches de forme ovoïde ont été utilisés, semblables aux plombs de maçonnerie utilisés aujourd’hui. Pour les fouilles et le retournement du sol, le Chakitaqlla long et court était utilisé.
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