Depuis toujours, l’eau joue un rôle primordial dans notre vie quotidienne. Elle a permis d’augmenter la qualité de vie dans les villes. Elle a été et sera toujours un facteur favorisant le développement de l’immobilier, de l’industrie, de l’agriculture, du transport, de l’énergie…Les empires Romain et Vénitien, la civilisation Egyptienne se sont développées a proximité de grands fleuves tels que le Tigre, l’Euphrate ou le Nil. Les Romains ont été également les premiers à construire des réseaux de transport d’eau à usage domestique (aqueducs). De nombreuses villes, devenues des mégapoles de nos jours (Paris, Londres, Moscou, Le Caire, New Dehli, Stockholm,…), sont construites sur les rives de fleuves ou de lacs.

L’augmentation de la population des villes et de l’urbanisation nécessite toujours plus d’eau, produit de plus en plus d’eaux usées et accroît le taux de pollution des eaux pluviales de ruissellement. Pour atteindre les exigences réglementaires imposées par les politiques de protection de l’environnement et de préservation de la qualité de l’eau, l’étendue et l’efficacité des réseaux de collecte d’eaux pluviales ont été accrues. Des précautions ont été prises pour éviter ou au moins limiter les débordements et inondations lors de fortes pluies. Des services de l’eau et de l’assainissement se sont développés pour garantir une eau de consommation de qualité et un traitement des eaux usées et pluviales par les réseaux d’assainissement. Souvent, malheureusement, le développement de ces services s’est fait par différents sous-systèmes : l’eau de consommation d’abord, puis l’assainissement, sans se soucier du cycle en milieu naturel de l’eau .

Depuis plusieurs décennies la croissance de la population mondiale vivant dans les zones urbaines se traduit par une croissance de l’urbanisation et de l’industrialisation. Cette croissance a nécessité une extension des réseaux secondaires de collecte d’eaux pluviales pour éviter les débordements et les inondations par temps de pluie. Dans ces milieux, le cycle de l’eau suit un trajet différent de celui du milieu naturel .

Au début des années 1960, les usines et les villes étaient responsables de la pollution des eaux de surface aggravant l’impact du ruissellement des eaux pluviales et contribuant à la dégradation progressive de la qualité des écosystèmes aquatiques. Pour cette raison, en France et en Europe, plusieurs lois et règlementations ont été mises en place afin d’obtenir une meilleure qualité des cours d’eau et réduire les émissions de polluants vers l’environnement. Le 16 décembre 1964 apparait en France la loi 64-1245 sur le régime et la répartition des eaux et la lutte contre la pollution. Cette loi fixe des objectifs de qualité par cours d’eau dans chaque département. De plus, au milieu des années 1970, un changement de philosophie concernant les eaux pluviales urbaines est adopté, parallèlement au développement de l’habitat à la périphérie des grandes villes dans les pays développés. A cette époque les bassins de rétention, de stockage et d’infiltration sont apparus comme une stratégie complémentaire au réseau classique pour des considérations techniques. En parallèle, un nouvel objectif était d’améliorer la salubrité des agglomérations en évacuant les eaux usées le plus rapidement possible vers l’environnement naturel (Chocat B., 1997). Ainsi est apparue l’utilisation des techniques généralement employées en métrologie radar pour la gestion en temps réel des systèmes d’assainissement par temps de pluie. (Lamprea, 2009) .

Vingt ans après la loi 64-1245, la loi du 29 juin 1984 avait pour objectif de conserver les milieux aquatiques et de protéger le patrimoine piscicole. Quelque temps après, le 3 janvier 1992 la « loi sur l’eau » est publiée. Cette loi reconnait les ressources d’eau comme « patrimoine commun de la nation ». Elle instaure la compétence des communes dans la gestion de l’eau et impose à toutes les communes de plus de 2000 habitants d’avoir un système de collecte et d’épuration des eaux résiduaires. Aujourd’hui, la directive cadre sur l’eau (DCE 200/60/CE), mise en vigueur en octobre 2000, a instauré une politique communautaire de l’eau en rappelant que « l’eau appartient au patrimoine commun des nations », et que « sa gestion rationnelle et participative est un des facteurs essentiels de la démocratie et du développement durable ».

Origine des eaux de ruissellement urbaines et typologie des polluants transportés 

Le contact de la pluie avec les surfaces imperméabilisées en région urbaine, sur les routes, sur certains champs « nus » et sols déjà saturés d’eau représente l’origine des eaux de ruissellement . Depuis plusieurs décennies le remplacement du sol et de la végétation par des surfaces imperméables augmente. Ceci est une conséquence de la croissance de la population mondiale vivant dans les zones urbaines (Chambers et al., 2016) . En effet, la diminution de la quantité d’eau de pluie infiltrée dans les sols et l’augmentation du ruissellement ont des répercussions sur le milieu urbain conduisant à une dégradation progressive de la qualité de l’eau (Lamprea, 2009).

Depuis les années 60, de nombreuses recherches ont permis de caractériser et quantifier les polluants transportés dans les RUTP pour répondre au mieux aux objectifs de déterminer les impacts environnementaux sur les milieux naturels ainsi que d’évaluer les risques sanitaires pour les usages domestiques (arrosage, alimentation des toilettes, lavages de voitures) et usages récréatifs en zones urbaines (fontaines, canaux et lacs artificiels). Elles ont montré que les eaux de RUTP sont une des principales sources de pollution des cours d’eau à cause des fortes concentrations en polluants qu’elles transportent (Fam et al., 1987; Gromaire-Mertz et al., 1999) .

D’après Bertrand-Krajewski (2006), les polluants transportés par les RUTP en milieu urbain peuvent être séparés en 7 familles :
♦ Les solides flottants (pollution visuelle) ;
♦ Les MES ;
♦ Les matières oxydables (matières organiques) ;
♦ Les nutriments (azote, phosphore) ;
♦ Les micros polluants minéraux (ETM) ;
♦ Les micros polluants organiques (hydrocarbures, composés aromatiques, PCB, pesticides, médicaments…) ;
♦ Les micro-organismes (pollution bactériologique).
Les polluants se trouvent sous forme adsorbée sur les MES ou bien sous forme dissoute. Des techniques (filtration, décantation) visant la rétention des matières en suspension sont de plus en plus élaborées pour que la charge solide polluante soit diminuée dans les cours d’eau naturels encaissants.

Généralement les concentrations en polluants en milieu urbain sont très variables et dépendent de plusieurs paramètres (Bertrand-Krajewski, 2006) :
♦ La pollution atmosphérique,
♦ Les caractéristiques spécifiques des évènements pluvieux (fréquence, intensité et durée),
♦ La taille et le type des bassins versants (reliefs, éléments paysagers, type de sols…)
♦ Le type d’activités anthropiques développées dans les bassins versants,
♦ La composition des surfaces imperméables.