Les déversements d’eaux urbaines par temps de pluie (i.e. déversoirs d’orage, ruissellement urbain) ont des impacts non négligeables sur les cours d’eau récepteurs. Il est toutefois difficile de les appréhender en raison du caractère aléatoire des pluies et de la dynamique des polluants. L’EAWAG, dans le cadre d’un projet de recherche de l’OFEV, a développé une nouvelle approche, nommée STORM, mise en pratique dans une directive du VSA dans le but d’évaluer les impacts des rejets pluviaux urbains sur les milieux récepteurs. Les objectifs du présent travail de master sont d’identifier les impacts de ce type de rejets sur trois cours d’eau: l’Allaine dans le Jura, le canal Sion‐Riddes en Valais et l’Urtenen dans le canton de Berne. La méthodologie de la directive STORM sera tout d’abord appliquée, puis elle sera validée par le biais d’analyses de toxicité des sédiments et par comparaison avec des mesures sur le terrain. La détermination des impacts est effectuée par modélisation avec le logiciel REBEKA II. Dans l’Urtenen et le canal Sion‐Riddes, des impacts importants, notamment liés à la toxicité ammoniacale, à la turbidité, à l’accumulation de sédiments toxiques et de matières organiques à l’aval des rejets urbains ont pu être identifiés. Dans l’Allaine et malgré les incertitudes de la modélisation, des impacts liés à l’ammoniac, à la turbidité et à la toxicité des sédiments ne peuvent être exclus. De manière générale, les analyses chimiques effectuées dans les sédiments montrent une accumulation de métaux (cuivre, zinc et chrome) à l’aval des trois déversoirs étudiés ainsi qu’une forte accumulation de PAHs et de PCBs à l’aval des rejets notamment dans l’Urtenen et le canal Sion‐Riddes. D’autre part, dans l’Allaine et l’Urtenen, une forte augmentation de la toxicité des sédiments à l’aval des rejets a pu être détectée grâce aux analyses d’écotoxicité. Pour ce dernier site, les concentrations élevées en métaux lourds et PAHs pourraient expliquer la toxicité observée. Il est intéressant de remarquer que les sédiments du canal Sion‐Riddes ne sont pas toxiques pour les organismes testés. Les résultats ainsi obtenus permettent de déduire que les déversoirs d’orage ont un fort impact sur la qualité des sédiments, tant du point de vue de l’accumulation de composés toxiques que de la toxicité elle‐même. La méthodologie de la directive STORM semble être appropriée pour identifier les impacts des rejets pluviaux urbains bien que de grandes incertitudes subsistent tant sur les modèles hydrologiques de REBEKA, que sur la détermination des valeurs indicatives pour le colmatage et la toxicité des sédiments qui semblent être trop protectrices. Pour cette dernière, les mesures sur le terrain ne confirment que partiellement les résultats de la simulation. Cette étude démontre que plusieurs améliorations des modèles utilisés dans ce contexte sont nécessaires pour augmenter la fiabilité des résultats. La directive dont l’approche novatrice est très intéressante pour la protection des milieux récepteurs requiert toutefois une bonne connaissance de ses limites d’application pour permettre la prise de décisions optimales.