Recyclage des eaux grises et intégration photovoltaïque solaire pour une gestion durable de l'eau et de l'énergie dans l'Égypte urbaine

Transformer les déchets quotidiens en ressource cachée

Dans de nombreuses villes, l'eau potable et l'électricité fiable subissent une pression croissante, en particulier dans les pays chauds et secs comme l'Égypte. Cette étude explore comment un grand complexe résidentiel du New Cairo pourrait transformer deux sous-produits quotidiens — l'eau usée domestique et l'abondant ensoleillement — en sources régulières d'eau pour les toilettes et les jardins et en électricité pour les habitations. En réutilisant l'eau légèrement utilisée des lavabos et des douches et en captant la lumière du soleil sur les toits, le projet montre une voie pratique vers des quartiers plus autonomes, générant moins de déchets et payant moins pour des services essentiels.

Pourquoi l'eau usée a encore de la valeur

La plupart des foyers envoient toute leur eau usée dans l'égout, mélangeant des flux relativement propres provenant des douches, des lavabos et des machines à laver (appelés eaux grises) avec les eaux provenant des toilettes (eaux noires). Les eaux grises sont beaucoup moins polluées que les eaux vannes et, après un traitement adapté, peuvent être réutilisées en toute sécurité pour des usages qui ne nécessitent pas une qualité potable. En Égypte, où les exploitations agricoles, les usines et les centrales rejettent déjà d'énormes volumes d'eaux usées non traitées dans le Nil, exploiter les eaux grises offre un moyen d'alléger la pression sur les ressources limitées en eau douce du pays. L'étude se concentre sur un lotissement résidentiel de standing d'environ 45 000 habitants, en évaluant combien d'eaux grises il peut collecter, traiter et réutiliser — et ce que cela représente en économies d'eau.

Comment fonctionnerait le système de recyclage

Les résidents du complexe devraient consommer environ 250 litres d'eau du robinet par personne et par jour, générant environ 9 000 mètres cubes d'eaux usées quotidiennement. Sur la base de valeurs de conception standard, près de 6 300 mètres cubes correspondent à des eaux grises pouvant être captées avant leur mélange avec les eaux de toilette. Le système proposé dirige ce flux vers une filière de traitement dédiée qui utilise des étapes éprouvées : ajout de produits chimiques pour agglomérer les particules fines, passage de l'eau à travers un lit filtrant en couches pour éliminer les solides restants, puis désinfection au chlore. Avec une petite quantité d'eau réservée au nettoyage périodique des filtres, l'usine est conçue pour récupérer environ 95 % des eaux grises entrantes sur une année complète.

De l'eau sale à nouveau utile

Une fois traitée, l'eau récupérée est stockée dans des réservoirs et refoulée vers les bâtiments pour la chasse d'eau et éventuellement pour l'irrigation des parcs et des espaces verts. L'étude montre que le système produirait environ 2,18 millions de mètres cubes d'eau propre par an, soit plus du double des 985 500 mètres cubes nécessaires annuellement pour alimenter toutes les chasses d'eau du complexe. Autrement dit, c'est l'usage des toilettes — et non la capacité de traitement — qui limite la quantité d'eau du réseau pouvant être remplacée. Tout volume excédentaire pourrait être utilisé pour arroser pelouses et arbres, réduisant encore la demande sur le réseau d'eau potable de la ville. Conçu pour être surveillé régulièrement en matière de turbidité, de chimie de base et de germes, le système vise à maintenir l'eau réutilisée en conformité avec les normes sanitaires acceptées.

De l'énergie depuis les toits

La seconde partie du concept concerne l'électricité. Les ciels dégagés et les longues heures d'ensoleillement d'Égypte en font un environnement idéal pour l'énergie solaire. L'étude dimensionne des champs de panneaux solaires sur les toits pour chacun des 365 bâtiments du complexe et les relie en micro-réseau connecté au réseau national. Ces panneaux devraient fournir environ 29 à 30 % des besoins électriques de chaque bâtiment, le reste étant fourni par le réseau national. Bien que l'investissement initial soit élevé — environ 666 millions de livres égyptiennes — les panneaux réduisent la facture d'électricité annuelle de plus de cinq millions de livres. Avec les hypothèses de prix actuelles, le surcoût s'amortit en environ dix ans, et un test de sensibilité simple suggère que la performance reste intéressante même si l'ensoleillement ou la production système étaient quelque peu inférieurs aux prévisions.

Ce que ça coûte et ce que ça économise

La construction du système d'eaux grises, comprenant la tuyauterie intérieure, les réseaux extérieurs et l'usine de traitement, est estimée à 3,37 millions de dollars US. Les coûts d'exploitation quotidiens — couvrant l'énergie, les produits chimiques, les contrôles de routine et les petites réparations — s'élèvent à environ six cents par mètre cube d'eau traitée. Répartis sur une durée de vie de 20 ans, cela correspond à un coût « nivelé » d'environ 0,13 dollar par mètre cube d'eau traitée et d'environ 0,31 dollar par mètre cube d'eau du robinet effectivement remplacée dans les toilettes. Parce que le système produit plus d'eau traitée que ce que les seules toilettes peuvent consommer, ajouter d'autres usages non potables améliorerait encore l'économie, étendant chaque unité d'investissement à davantage d'eau potable économisée.

Un modèle pour les villes assoiffées

En termes simples, l'étude montre qu'un grand complexe résidentiel du New Cairo pourrait réutiliser en toute sécurité la majeure partie de ses eaux grises domestiques et couvrir près d'un tiers de ses besoins électriques avec des panneaux solaires sur les toits — le tout en s'appuyant sur des technologies standard et des règles de conception claires. Le seul système d'eaux grises pourrait remplacer presque un dixième de la demande totale en eau du réseau communautaire, tandis que les panneaux solaires réduiraient les factures d'énergie et les émissions de carbone pendant des décennies. Ensemble, ces mesures offrent un plan concret pour la manière dont les villes en forte croissance et stressées par la rareté de l'eau peuvent utiliser ce qu'elles possèdent déjà — eaux usées et ensoleillement — pour construire des quartiers plus sûrs et plus durables.

Citation: Abdo, A., Othman, A.M. & Ahmed, D. Greywater recycling and solar photovoltaic integration for sustainable water and energy management in urban Egypt. Sci Rep 16, 14389 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-49932-y

Mots-clés: réutilisation des eaux grises, énergie solaire, durabilité urbaine, conservation de l'eau, Égypte