Évaluation hydrochimique et basée sur le SIG de l’adéquation des eaux souterraines pour l’irrigation à l’aide de l’IWQI dans l’arrière-pays désertique de l’ouest du Delta du Nil, Égypte

Pourquoi l’eau sous le désert compte

Dans le « Nouveau Delta » en rapide expansion en Égypte, une grande partie de l’avenir alimentaire du pays dépend d’eaux invisibles. À mesure que les agriculteurs avancent dans le désert au‑delà de la plaine alluviale traditionnelle du Nil, ils s’appuient de plus en plus sur des eaux souterraines pompées profondément sous le sable. Cette étude pose une question apparemment simple mais lourde de conséquences : cette eau cachée est‑elle vraiment sûre pour l’usage agricole à long terme, ou risque‑t‑elle d’empoisonner progressivement les sols par les sels ? La réponse, fondée sur des dizaines de puits et des outils de cartographie avancés, est prudente : « oui, mais uniquement avec une gestion attentive. »

Produire des aliments dans une terre sèche

L’ouest du Delta du Nil est un paysage plat et chauffé par le soleil où les précipitations sont rares et l’évaporation intense. L’eau de surface du Nil ne peut pas facilement atteindre tous les nouveaux champs, si bien que les agriculteurs ont recours à deux réservoirs souterrains liés, ou aquifères, qui stockent des eaux fluviales et désertiques anciennes. Ces eaux souterraines constituent aujourd’hui la colonne vertébrale de la stratégie égyptienne d’expansion agricole dans le désert et d’amélioration de la sécurité alimentaire. Mais en climat aride, la qualité de l’eau peut évoluer rapidement sous l’effet du pompage, des engrais et des sels naturels des roches, qui influent tous sur ce qui arrive finalement dans le canal d’irrigation d’un agriculteur.

Ce que les chercheurs ont mesuré

Pour évaluer l’adéquation de ces eaux souterraines aux cultures, les scientifiques ont prélevé 41 échantillons dans des puits répartis sur plus de 7 000 kilomètres carrés. Au laboratoire, ils ont mesuré des propriétés de base comme l’acidité, les solides dissous et la conductivité électrique, ainsi que les principaux constituants dissous tels que le calcium, le magnésium, le sodium, le chlorure, le sulfate et le bicarbonate. À partir de ces données, ils ont calculé plusieurs indicateurs largement utilisés qui renseignent sur l’impact potentiel de l’eau d’irrigation sur les sols : des mesures de la salinité globale, de la dominance du sodium par rapport aux autres éléments et de la façon dont l’eau peut modifier la perméabilité du sol. Ils ont ensuite utilisé des Systèmes d’Information Géographique (SIG) pour transformer ces chiffres en cartes détaillées, révélant la variation spatiale de la qualité de l’eau.

Sel, sodium et risques hétérogènes

Les résultats dressent un tableau mitigé. Côté positif, la plupart des puits présentaient des valeurs de pH (acidité), de calcium, de magnésium et de sulfate conformes aux normes internationales d’irrigation. Beaucoup d’eaux paraîtraient acceptables si l’on ne regardait que les seuils traditionnels. Toutefois, deux éléments posent problème : le sodium et le chlorure. Dans une large partie de la zone, les teneurs en sodium sont suffisamment élevées pour menacer la structure des sols, en particulier dans les sols à texture fine riches en argile. Le chlorure, composante clé de la salinité, est également élevé sur la majeure partie de la région, ce qui peut stresser les cultures sensibles et réduire les rendements. Un « Indice de Qualité de l’Eau d’Irrigation » intégré, combinant plusieurs indicateurs, montre qu’une faible part des échantillons présente des limitations modérées, tandis que plus d’un tiers relève d’une « restriction élevée » et près des trois cinquièmes d’une « restriction sévère ». Autrement dit, l’eau peut souvent être utilisée, mais pas sans contraintes.

Comment les roches et l’agriculture façonnent l’eau

En comparant la chimie des eaux souterraines avec des diagrammes géochimiques classiques, l’équipe a constaté que la majorité des matières dissoutes provient de la dissolution lente des roches environnantes — carbonates, silicates et gypse — à mesure que l’eau s’écoule vers l’ouest, loin du Nil. L’évaporation et le mélange avec des eaux plus profondes et plus salines ajoutent du sel dans certaines zones. Des analyses statistiques ont montré que quelques facteurs seulement — salinité globale, sodium et chlorure — expliquent la majeure partie de la variation de la qualité de l’eau. Les cartes de ces variables coïncident avec des zones de pompage intense et de sols plus fins, ce qui suggère que l’usage humain et la géologie naturelle concentrent ensemble les sels là où ils peuvent le plus endommager les champs.

Orienter une agriculture plus intelligente dans le Nouveau Delta

Pour le lecteur non spécialiste, la conclusion est que les eaux souterraines du Nouveau Delta égyptien ne constituent pas une ressource simple et uniforme. Une grande partie peut soutenir une agriculture productive aujourd’hui, mais dans de nombreux endroits elles sont déjà suffisamment salées pour que l’utilisation à long terme, sans précautions, rende les sols durs, croûtés et moins aptes à absorber l’eau. Les auteurs recommandent des mesures pratiques : choisir des cultures plus tolérantes au sel dans les zones à risque, mélanger les eaux salées avec des sources plus douces lorsque c’est possible, améliorer le drainage et la structure du sol avec des amendements comme le gypse, et surveiller en continu les « points chauds » à forte teneur en sodium et en chlorure. En combinant des échantillonnages sur le terrain avec des outils modernes de cartographie et d’indexation, l’étude fournit une feuille de route pour utiliser prudemment les eaux souterraines du désert — afin que le Nouveau Delta puisse nourrir les populations aujourd’hui sans sacrifier la santé de ses sols pour les générations à venir.

Citation: Youssef, Y.A., Abuarab, M.E., Mahrous, A. et al. Hydrochemical and GIS-based evaluation of groundwater suitability for irrigation using IWQI in the desert hinterland of western Nile Delta Egypt. Sci Rep 16, 8724 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39089-z

Mots-clés: irrigation par eaux souterraines, salinité et sodicité, agriculture du Delta du Nil, indice de qualité de l’eau d’irrigation, cartographie de l’eau par SIG