Nature et caractéristiques des eaux pluviales

Les matières en suspension (MES)

Ensemble des particules minérales et/ou organiques présentes dans une eau naturelle ou polluée. Les effets négatifs des matières en suspension sont notamment l’augmentation de la turbidité de l’eau, le ralentissement du processus de photosynthèse et la création de dépôts propices aux fermentations consommant de l’oxygène.



La demande biochimique en oxygène (DBO)

Quantité d'oxygène à fournir nécessaire à la destruction ou à la dégradation des matières organiques d’une eau par les micro-organismes du milieu. Ce paramètre traduit la consommation d’oxygène relative au phénomène d’auto-épuration. On utilise généralement la DBO5 comme indicateur de la quantité de pollution biodégradable contenue dans l’eau. Elle se mesure par l’oxygène consommée après 5 jours d’incubation dans l’obscurité de l’échantillon à 20°C.

La demande chimique en oxygène (DCO)

Quantité d’oxygène consommée, par l’ensemble des matières oxydables chimiquement contenues dans l’effluent, qu’elles soient biodégradables ou non. Le rapport DCO/DBO₅ donne une indication sur la biodégradabilité des effluents. Pour un rapport inférieur à 3, l’effluent est facilement biodégradable ; au delà de 5, l’effluent est difficilement biodégradable.

Les hydrocarbures totaux (Hc)

Le taux d'hydrocarbures (Hc) est la quantité d'hydrocarbures présente par litre d'eau. Ces polluants (essence, pétrole, mazout, huiles…), qui sont nocifs pour le milieu naturel et ses écosystèmes, résultent de l’activité humaine.

Les métaux lourds : Plomb (Pb), Zinc (Zn), Cadmium (Cd), Cuivre (Cu)

Métaux dont la masse volumique est supérieure à 5 g/cm³. On considère que le plomb, le cuivre ou le zinc sont les plus nocifs.

Eaux de voirie et de parking

Les eaux de voirie et de parking sont polluées par les sources suivantes :

• Essences, pots catalytiques : Plomb, nickel, cobalt, platine, palladium, rhodium, HAP (Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques), MTBE (méthyl-tertiobutyl éther);
• Freins : Cuivre, chrome, nickel, plomb, zinc, fer;
• Pneus : Zinc, plomb, cuivre, chrome, nickel, cadmium;
• Revêtement des routes : Nickel, manganèse, plomb, chrome, zinc, arsenic, HAP (hydrocarbures aromatiques polycycliques);
• Entretien des voiries : Pesticides, sels;
• Pollution naturelle : feuilles, déjections d'animaux, poussières…

Eaux de toitures et d'espaces verts

Généralement, on considère les eaux ruisselant sur les toitures et les espaces verts comme peu polluées du fait que les toitures concentrent moins de fines, de métaux et d’hydrocarbures que les voiries. Ces eaux sont donc autorisées à être infiltrées.

Les eaux de toitures et d’espaces verts sont polluées par les sources suivantes :

• Lessivage atmosphérique : Pesticides (ex : atrazine);
• Toitures :
  • Pollution naturelle : feuilles, déjections d'animaux, poussières, mousses… ;
  • Isolation de toits plats : Pesticides (ex : mécoprop) ;
• Revêtements avec métaux lourds, ferblanterie, façades : Cuivre, zinc, plomb, étain;
• Sol naturel ou végétalisé : Débris végétaux, déjections animales, engrais, pesticides, particules de terre.

⇒ Les eaux de toitures
Les eaux pluviales peuvent ruisseler sur divers matériaux (toits végétalisés, toits avec graviers, toits à tuiles, toits métalliques…). Il convient d’évaluer les propriétés des eaux pluviales dans chaque cas de figure. Toutefois, on peut dégager plusieurs degrés de pollution en fonction de la nature du toit :

• Pollution faible pour les toits verts, toitures en matériaux inertes non métalliques, toits en verre, terrasses;
• Pollution moyenne pour les toitures composées principalement avec une part normale d’équipements métalliques : cuivre, zinc, étain, plomb;
• Pollution élevée pour les toits à forte proportion d’éléments métalliques sans revêtement protecteur en cuivre, en zinc, en étain ou en plomb.

⇒ Les espaces verts
Les espaces verts occupent une place croissante dans l’urbanisation des villes. Néanmoins, l‘entretien de ces espaces passe de nos jours par l’utilisation de produits phytosanitaires comme les pesticides pour soigner ou prévenir les maladies des organismes végétaux et les herbicides pour la destruction de plantes indésirables. L'essentiel des produits phytosanitaires aboutissent dans les sols où ils subissent des phénomènes de dispersion. Les risques pour l'environnement sont d'autant plus grands que ces produits sont toxiques, utilisés sur des surfaces et à des doses/fréquences élevées.

Par contre, les collectivités ont tendance à mettre en place une politique « Zéro Phyto », à l’image de la Communauté Urbaine de Strasbourg depuis fin 2007. Cette politique consiste à ne plus employer de produits phytosanitaires qui constituaient l’une des sources de pollution par les pesticides.

Concentrations moyennes

Le tableau ci-dessous indique des valeurs moyennes annuelles de charges et de concentrations déversées par des réseaux séparatifs (Etude de 10 bassins versants en Ile de France).

Paramètre	Concentrations des eaux de voirie et parkings	Concentrations des eaux de toitures
MES (mg/l)	235	6 à 14
DCO (mgO2/l)	180	12 à 73
DBO5 (mgO2/l)	180	2 à 13
Hydrocarbures (mg/l)	180	/
Pb (mg/l)	180	0.07 à 2.46
Charges et concentration des eaux de ruissellement pluvial de voirie, parking, toitures et espaces verts.

Pollution chronique

La pollution chronique est liée essentiellement au trafic automobile mais également à l’infrastructure routière (usure de la chaussée, corrosion des équipements de sécurité et de signalisation…). A cette pollution s'ajoutent les débris de consommation humaine (papier, plastique, verre…), les débris et rejets organiques (végétaux ou animaux), l'érosion des surfaces naturelles.

Les apports d’eaux pluviales de ruissellement dans le milieu naturel peuvent entraîner deux types de conséquences dommageables : d’une part les effets cumulatifs, et d’autre part les effets de choc.

• Les effets cumulatifs : Les déversements répétés de matières en suspension et l’adsorption de certains polluants au sein de ces sédiments peut être un facteur contribuant à la dégradation du milieu naturel. Ainsi, par définition les effets cumulatifs s’opèrent sur de longues périodes (toxiques, solides, nutriments…). Les rejets annuels peuvent être estimés à partir du tableau tiré du guide technique des bassins de retenue d’eaux pluviales.

  Paramètre	Rejets pluviaux lotissement - parking - ZAC (kg/ha/an)	Rejets pluviaux zone urbaine dense - ZAC importante (kg/ha/an)
  MES	660	1000
  DCO	630	820
  DBO5	90	120
  Hydrocarbures	15	25
  Métaux	1	1.3
  Masse de polluants rejetées dans les eaux de ruissellement (en kg/ha/an)

• Les effets de choc : Lors d’orages sur les secteurs imperméabilisés, le ruissellement des eaux de pluie peut amener des quantités non négligeables de polluants dans le milieu naturel sur un court laps de temps, notamment après une longue période de temps sec (concentrations importantes des eaux en polluants). En général, un épisode pluvieux de fréquence annuelle apporte environ 5 à 10% de la masse totale annuelle. Ainsi, des effets de chocs peuvent être dus à une augmentation brutale de la concentration d’un produit toxique, de la turbidité, des colonies bactériennes… ou à une chute du taux d’oxygène dissous contenu dans l’eau.

  Paramètre	Episode pluvieux de fréquence annuelle (kg/ha imperméabilisé)	Episode pluvieux plus rare 2 à 5 ans (kg/ha imperméabilisé)
  MES	65	100
  DCO	40	100
  DBO5	6.5	10
  Hydrocarbures	0.7	0.8
  Métaux	0.04	0.09
  Masse de polluants (en kg) véhiculées par hectare de surface imperméabilisé (toitures et chaussées) pour des événements de 6 mois à 5 ans de période de retour.

Pollution accidentelle

La pollution accidentelle est essentiellement consécutive à un accident de circulation au cours duquel sont déversées des matières polluantes voire dangereuses en quantité supérieure à la normale, avec des conséquences plus ou moins graves sur la ressource en eau, selon la nature et la quantité du produit déversé.

Pollution saisonnière

La pollution saisonnière est surtout caractérisée par des rejets liés à la viabilité hivernale (fondants routiers : chlorures de sodium, chlorures de calcium…) ou à l’utilisation de produits phytosanitaires d’entretien (désherbants, désherbants sélectifs, débroussaillants, ralentisseurs de croissance…).

⇒ Revenir au sommaire du chapitre sur la dépollution des eaux pluviales

⇒ Les 14 cibles HQE