Projection de la disponibilité et de la qualité de l’eau pour la réutilisation en cas de rareté dans le bassin versant de Bahr El‑Baqar en Égypte à l’aide du modèle SIWARE

Pourquoi cela compte pour les personnes et l’alimentation

Dans un pays aussi sec que l’Égypte, chaque goutte compte double : une fois pour les personnes et une fois pour la nourriture. Cette étude examine comment l’Égypte peut réutiliser en toute sécurité les eaux de drainage issues des cultures dans le delta oriental du Nil lorsque le débit du Nil est mis sous pression. En s’interrogeant sur ce qui arrive à la fois au volume et à la salinité de ces eaux de drainage lorsque les ressources diminuent, ce travail éclaire les moyens de maintenir la productivité des champs et l’approvisionnement en eau domestique dans un avenir moins certain.

Le budget hydrique serré de l’Égypte

L’Égypte dépend d’une part fixe des eaux du Nil qui ne suit plus la croissance démographique, les barrages en amont et le climat changeant. Pour combler le déficit, le pays recourt de plus en plus aux eaux de drainage agricoles — les écoulements qui quittent les parcelles par un réseau de fossés et de canalisations. Ces eaux peuvent être réutilisées pour l’irrigation, mais elles ont un inconvénient : elles contiennent souvent des concentrations élevées de sels dissous susceptibles d’endommager les cultures et les sols. La loi égyptienne fixe une limite de sécurité à 2000 parties par million de solides dissous totaux. Dépasser cette limite risque de réduire les récoltes et d’endommager durablement les sols, aussi les planificateurs doivent-ils savoir où et quand la réutilisation est sûre.

Deux points de contrôle clés sur le réseau de drainage

L’étude se concentre sur le bassin versant de Bahr El‑Baqar, un bassin de drainage d’importance stratégique dans le delta oriental du Nil. Là, deux principaux points de contrôle déterminent la gestion de l’eau réutilisée. Le premier est l’alimentation Bahr El‑Baqar, qui collecte les eaux de drainage d’une vaste zone et les achemine sous le canal de Suez vers la plus grande station d’épuration au monde. Le second est la station de pompage Bilad El‑Ayad, qui élève un mélange d’eaux de drainage et d’eaux douces directement vers les parcelles des agriculteurs locaux. Ces deux sites représentent des destins très différents pour l’eau réutilisée : l’un destiné au traitement avancé, l’autre retournant presque directement aux cultures.

Utiliser un jumeau numérique du delta

Pour explorer les conditions futures, les chercheurs ont utilisé un modèle informatique détaillé appelé SIWARE qui reproduit la façon dont l’eau se déplace, est réutilisée et accumule des sels à travers le delta du Nil. Ils ont divisé la région en plus d’une centaine de petites unités, chacune ayant ses propres sols, cultures, canaux, drains et comportement des eaux souterraines. Après avoir soigneusement calibré et vérifié le modèle par rapport aux mesures réelles de 2020 et 2021, ils ont réalisé une série d’expériences « et si ». Dans ces scénarios, l’apport d’eau douce vers le delta oriental a été progressivement réduit du niveau actuel jusqu’à la moitié, par pas de 5 %, tandis que tout le reste — climat, cultures et infrastructures — était maintenu constant.

Comment la baisse d’eau modifie la salinité et les débits

Le modèle montre que les deux points de contrôle réagissent très différemment à la rareté. À l’alimentation de Bahr El‑Baqar, les niveaux de sel sont déjà trop élevés aujourd’hui, autour de 2200 parties par million. À mesure que la part d’eau douce diminue, ce problème s’aggrave fortement : avec une coupure de 50 %, les concentrations salines dépassent 3000 parties par million et le débit traversant l’alimentation diminue de près de moitié. Cela s’explique par la moindre dilution par de l’eau propre, par un séjour plus long des eaux de drainage dans le système, et par le recours accru des agriculteurs en amont à la réutilisation informelle, recyclant les sels à plusieurs reprises. En revanche, la station de pompage Bilad El‑Ayad reste largement en dessous de la limite légale même avec la même réduction sévère, les niveaux de sel n’augmentant que modestement d’environ 550 à 640 parties par million, bien que son débit chute également fortement.

Des outils pour la planification sous contrainte

L’équipe a converti ces simulations en courbes simples qui relient toute réduction choisie de l’eau du Nil au niveau de salinité et au débit résultant à chaque point de contrôle. Ces courbes s’ajustent très bien aux données et offrent aux planificateurs un moyen rapide d’estimer les conditions futures sans relancer le modèle complet. Les résultats soulignent qu’une politique uniforme ne fonctionnera pas. L’alimentation de Bahr El‑Baqar apparaît comme un point chaud où des mesures supplémentaires sont inévitables, telles que des traitements par membranes pour éliminer les sels, l’attaque des sources de salinisation en amont, l’ajustement des dates de prélèvement pour profiter des périodes naturellement plus propres, ou l’orientation des exploitations voisines vers des cultures plus tolérantes au sel. À Bilad El‑Ayad, la priorité est différente : préserver un volume suffisant pour irriguer les parcelles, puisque la qualité reste acceptable sur un large éventail de scénarios.

Ce que cela signifie pour l’avenir hydrique de l’Égypte

Pour les non‑spécialistes, le message principal est que la réutilisation des eaux de drainage peut alléger la pression sur l’eau en Égypte, mais seulement si elle est gérée de manière ciblée et spécifique au site. Certaines parties du réseau, comme Bilad El‑Ayad, peuvent réutiliser davantage d’eau de façon sûre même lors des années sèches, tandis que d’autres, comme l’alimentation de Bahr El‑Baqar, poussent déjà les limites de la salinité et nécessiteront un traitement actif et de meilleures pratiques en amont. En transformant le comportement complexe du modèle en relations simples et en proposant un éventail d’actions pratiques, cette étude offre une feuille de route pour maintenir à la fois les robinets et les cultures approvisionnés à une époque de raréfaction croissante de l’eau.

Citation: Abdul-Muttalib, M.A., El-Saadi, A., El-Gazzar, H. et al. Projecting water availability and quality for reuse under scarcity in the Bahr El-Baqar catchment in Egypt using the SIWARE model. Sci Rep 16, 14165 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-49708-4

Mots-clés: eaux de drainage agricoles, réutilisation de l’eau, salinité, deltas du Nil, rareté de l’eau