Кажется, понял.
Моя проблема была в том, что я неправильно понимал предел. В частности, мне казалось, что предельная кривая проходит через каждую точку квадрата один раз. Но, хотя каждая итерация не самопересекающаяся, предельная кривая имеет бесконечное число самопересечений. Через центр квадрата кривая Гильберта проходит, похоже, три раза - во времена

.