Toute technique alternative de gestion des eaux de ruissellement urbain permet de remédier à l'imperméabilisation croissante du sol des villes, liée à la suppression d'espaces verts et de terre-pleins végétalisés, causant des problèmes d'inondation en aval (ou sur place) et d'éventuel déficit en alimentation de la nappe sous-jacente. Ces techniques incluent la désimperméabilisation, testées dans différents pays, notamment dans le cadre de concepts de (en anglais )<ref name="EnvMag2016News">Pauline Rey-Brahmi, Dominique Bomstein (2017) Comment rendre les villes plus perméables], Environnement magazine du 29/05/2017.</ref>

Ces techniques, souvent incluses dans l'écologie urbaine ou associées à des approches de types haute qualité environnementale (HQE) ont souvent aussi comme objectif de limiter la pollution de l'eau et d'améliorer l'environnement urbain et la santé.

Les eaux pluviales et de ruissellement peuvent faire l'objet de récupération et réutilisation, directement à partir des toitures ou plus en aval, pour une ou plusieurs valorisations successives. Cependant, elles peuvent contenir des polluants liés à l'air ambiant ou à des hydrocarbures provenant de véhicules à moteur thermique. Des techniques doivent être mises en œuvre par des spécialistes et avec un suivi adéquat, de manière à éviter l'infiltration dans la nappe de polluants ou substances indésirables.

thumb|upright|Cet avaloir ne conduit pas l'eau dans le réseau d'égout, mais dans une structure réservoir d'où elle sera lentement libérée, sans contribuer à un pic d'inondation.

Historique Une première période débute au jusqu’aux années 1970 ou la place de l’eau dans la ville va être remaniée avec l’arrivée de la doctrine hygiéniste. Cette période voit l'eau comme un élément pollué et qui n'apporte que des maladies et des épidémies comme la peste et le choléra. L'eau était vue comme contaminatrice. Il y a des aménagements urbains qui vont repousser et canaliser les eaux en dehors de la ville et dans des réseaux. On voit la mise en place de systèmes d’évacuation des eaux sales et pluviales, du tout à l’égout, des rues complètement pavées. Il y a une exclusion de l’eau de la ville pour rendre la ville plus propre. L’eau va prendre la forme d’un réseau, elle est placée dans un circuit artificiel pour assainir la ville.

À partir des années 1970 et 1990, on assiste à un tournant concernant la place de l’eau dans les villes. On peut qualifier ce tournant de législatif avec plusieurs créations de lois qui réhabilitent l’eau dans les milieux urbains. On peut citer une loi très importante qui est la loi sur l’eau de 1992, mais également la création des contrats des rivières et la mise en place des Schémas d’Aménagement et de Gestion des Eaux (SDAGE). Ce tournant législatif s’inscrit dans un contexte de fort accroissement urbain où les anciens réseaux deviennent inefficaces et engendrent des inondations par exemple. Ces lois et les premières techniques alternatives sont donc les premiers signes de la réhabilitation des cours d’eau en ville. Par ailleurs, ces actions ne se font pas dans le seul souci écologique, mais également dans un souci d’attractivité pour les villes, la population fait preuve d’un désir croissant de nature.

Depuis les années 2000 l’intégration de l’eau dans les villes devient un enjeu majeur de l’aménagement urbain. On peut voir un renversement dans les modes de pensée, l’eau est à penser avant l’aménagement urbain et doit faire partie intégrante de celui-ci. Aujourd’hui, c’est une gestion équilibrée de la ressource avec des critères écologiques qui prime. L’imperméabilisation des sols a dénaturé le cycle de l’eau. On voit alors apparaitre, de plus en plus, le concept de désimperméabilisation des sols. Cette idée de faire de la ville une ville perméable voit de nombreuses techniques alternatives à la gestion des eaux de ruissellement urbain.thumb|upright|Cette route d'apparence normale cache une chaussée-réservoir. Elle ne produit plus de ruissellement. thumb|upright|Par forte pluie, la partie centrale (chaussée drainante absorbante) absorbe immédiatement toute l'eau, diminuant aussi le risque d'aquaplanage et de verglas. Trottoirs et stationnements sont également drainants avec une structure réservoir sous-jacente.

Objectifs d'une gestion alternative Les eaux de ruissellement accumulent souvent de grandes quantités de polluants ou nutriments trop brutalement apportés aux rivières ou polluant les nappes. Avec l'imperméabilisation croissante des villes et des zones d'activité, les pluies longues ou fortes pluies d'orages perturbent les capacités des stations d’épuration et dépassent celles des réseaux unitaires d'évacuation des eaux, et contribuent moins à l'alimentation des nappes phréatiques.Les indices d'intégrité écologique (IIE) calculés pour de nombreux cours d'eau en Amérique du Nord ont montré une altération significative des cours d'eau, voire un effondrement local des écosystèmes (collapsus écologique) partout où plus de du contexte paysager local (microbassins hydrographiques) est imperméabilisé par l'urbanisation, les zones d'activités, les stationnements) Schueler, Thomas R. "The Importance of Imperviousness." Reprinted in The Practice of Watershed Protection ; 2000. Center for Watershed Protection. Ellicott City, MD.. Les apports en déjections (de chats, chiens, pigeons), en sels de déneigement, en fongicides relargués par les peintures murales ou encore en métaux provenant des zingueries et autres éléments d'architecture posent également des problèmes préoccupants.

Une meilleure gestion et maîtrise des « rejets urbains par temps de pluie » (R.U.T.P.) est nécessaire pour atteindre les objectifs européens des SDAGEs (Schéma Directeur d’Aménagement et Gestion des Eaux) : la non-détérioration de la qualité des eaux, le bon état écologique des masses d’eau d’ici 2015. qui sont aussi en France ceux de la trame verte et bleue

Une gestion alternative et intégrée s'appuyant sur les techniques de génie écologique, elles-mêmes valorisant les capacités naturelles d'épuration et filtration des eaux permet de ne pas devoir continuellement augmenter la capacité des réseaux unitaires, des tuyaux et des bassins de rétention en dur, qui sont sources de contraintes techniques, foncières, financières, environnementales, sociales, juridiques, de sécurité et de coûts futurs d'entretiensMission Gestion Différenciée, « Vers une qualité accrue et une gestion durable de l’eau en ville» ; Réduction de l’utilisation des produits phytosanitaires dans les espaces publics et la gestion alternative des eaux pluviales (avec contenu des interventions), Oct 2012.

Mieux gérer les changements climatiques liés à l'imperméabilisation des sols Tous les phénomènes et risques découlant de l'artificialisation des sols comme les risques d'inondations, de pollution, d'ilot de chaleur urbain, de dérèglement du cycle de l'eau et de la biodiversité sont souvent liés au changement climatique. Ces phénomènes sont tous accentués par le changement climatique et accentuent eux-mêmes le changement climatique dans une sorte de cercle vicieux.

Principes d'une technique alternative thumb|upright|Ce stationnement (Université de Douai) absorbe la pluie et la stocke avant de la relacher lentement, de manière différée. thumb|upright|Un filtre en nid d'abeille, intégrée dans le réseau, pré-épure l'eau de ruissellement avant un stockage/infiltration en noue ou bassin végétalisé. thumb|upright|Ces pavés autobloquants laissent l'eau percoler dans une structure sous-jacente poreuse qui fait office de réservoir et zone tampon. thumb|upright|Cette noue absorbe les pics de ruissellement sans envoyer l'eau vers l'aval. Elle s'y infiltrera lentement dans le sol, en grande partie dépolluée par les plantes et les bactéries naturellement présentes. thumb|upright|Ce rond-point fleuri cache plusieurs dizaines de mètres cubes d'une structure réservoir qui peut en quelques dizaines de minutes absorber le surplus d'eau d'une forte pluie d'orage, avant qu'elle ne ruisselle vers un point bas où elle provoquait autrefois des inondations. thumb|upright|Le pavage non maçonné permet de diminuer le ruissellement, mais il est plus fragile et il y a risque de pollution si la nappe sous-jacente est vulnérable Les techniques alternatives de gestion des eaux de ruissellement sont basées sur un triple principe de fonctionnement : Stockage restitution Il s'agit de stocker temporairement les eaux pluviales, en amont, pour, par un effet tampon, ralentir et réguler les débits vers l’aval, un réseau d'assainissement, un réseau de collecte des eaux pluviales ou le milieu aquatique naturel de surface. À partir de ce débit, on dimensionne le volume à stocker en fonction de la pluie objectif, en général la pluie décennale. Des objectifs de pluie plus rares (cinquantenaire ou centennal) peuvent être choisis en fonction de la sensibilité des espaces à protéger. Le débit de régulation adopté est généralement fixé à 10 l/s/ha. Il s'agit d'un bon compromis entre l'efficacité de la régulation et le prix croissant avec le volume calculé. Cependant d'autres débits de régulation peuvent être choisis lorsque l'aménagement est à l'amont d'une zone plus sensible. Les études ont montré que ce principe est très efficace pour lutter contre les inondations par débordement du réseau, mais relativement peu efficace pour lutter contre les pollutions du milieu naturel par déversement de temps de pluieThése Guido Petrucci, La diffusion du contrôle à la source des eaux pluviales urbaines : confrontation des pratiques à la rationalité hydrologique (LEESU, 2013). Dans certains cas, il pouvait même être néfaste à l'environnement, car une régulation du débit de fuite sur un bassin versant assaini par un réseau unitaire pouvait en augmenter les volumes déversés dans le milieu naturel (phénomène de concomitance Préservation et valorisation de la ressource en eau brute - Une gestion métropolitaine des eaux pluviales (APUR, 2015) page 45, apur.org). Le syndicat interdépartemental d'assainissement de l’agglomération parisienne a constaté que la multiplication des ouvrages de stockage à la source, notamment dans les Hauts de Seine, avait pour conséquence de prolonger le fonctionnement de temps de pluie de la station d'épuration d'Achères bien au-delà de la durée de la pluie. Cela se traduit par une baisse de la qualité d'épuration et une augmentation des pollutions de la Seine Préservation et valorisation de la ressource en eau brute - Une gestion métropolitaine des eaux pluviales (APUR, 2015) page 47, apur.org. Le volume stocké peut aussi servir de stockage temporaire avant infiltration plutôt que restitution à un réseau. Le dimensionnement se fait alors en fonction du débit d'infiltration prévu dans le sol.

Abattement volumique Il s'agit de réduire les volumes d'eau envoyés vers l'aval pour limiter, par exemple, les dysfonctionnements d'un réseau de collecte des eaux pluviales, qu'il soit unitaire ou séparatif. L'abattement volumique peut être total (on parle ainsi de déconnexion) ou partiel quand il s'agit d'abattre la première lame d'eau de pluie. Dans la pratique, l'abattement volumique peut se concrétiser de trois façons : L'infiltration des eaux non polluées dans le sol, autant que possible. L'évapotranspiration. Loin d'être négligeable, ce phénomène peut être prépondérant dans les jardins de pluie Monitoring of evapotranspiration and infiltration in rain garden designs (Amanda Jean Hess 2014), villanova.edu Estimation de l’évapotranspiration des jardins de pluie – expérimentation sur lysimètres (Alexandre Nezeys 2019), graie.org et essentiel dans les toitures végétalisées.