すみません、わかりませんが、考えられることを書きます。
少なくとも、「インクジェットプリンタ印刷は歴史が浅く、経年した実態がまだ存在しない。
それに比べ、きちんとした処方を用いた水彩画は500年経過した作品が存在する（ANO.2さんが仰るようにデューラーなど）」
ということは言えます。
＞どちらも全く同じ絵だと仮定して
とありますが、インクジェットプリンタで使用する顔料・染料と、
水彩絵具の顔料は、まず同じにならないのでは、と思います。
ANO.2さんが仰るように、染料より顔料の方が長持ちしますが、
今日のチューブ入りの水彩絵具に使用されている顔料は安くて粗悪な合成顔料であったり、
メディウムが極端に多い絵具がほとんどではないのでしょうか。
（顔料の含有量が多いほうが発色がよく、退色しにくいとされています。）
水彩絵具は市販のチューブ絵具ですか？手製ですか？
現代のチューブ絵具の水彩画が500年持つかどうかは、分かりません。
また、インクジェットプリンタ印刷の絵と水彩画の顔料分が同じ量・同じ物（性質）だと仮定した場合、
メディウムの性質の違いや、絵具の重ね方による違いを検討したほうがいいと思います。
（インクジェットプリンタインクのメディウムとはなんでしょうか。不勉強で分かりません）
蛇足ですが、使用する紙は酸性紙より中性紙のほうが持ちが良いとされるようです。
