Né et élevé en Bourgogne (Châlon sur Saône). Son père était ingénieur au Creusot. Il avait effectué auparavant les calculs pour la construction du Pont Alexandre III à Paris, pour le pont transbordeur de Martigues, mais aussi pour les deux petits ponts suspendus sur la route de Temara à Bouznika, au Maroc.
Il avait conseillé à son fils de ne pas entreprendre des études d’ingénieur sans avoir connu au préalable la condition ouvrière, car une fois diplômé il n’aurait plus de rapports réels avec le monde ouvrier. Après cette expérience de plusieurs mois, Julien s’inscrivit à l’Institut National Agronomique de Paris. Diplômé en 1928, il fera un premier séjour au Maroc, un stage à la Ferme Expérimentale de Fès. C’était autour de 1929-1930. Puis il se présentera dans ce pays au concours des inspecteurs des impôts ruraux (le fameux Tertib) où il fut recruté. En même temps il fait du droit musulman et étudie l’arabe. Au début des années cinquante, il est diplômé du Centre des Hautes Etudes d'Administration musulmane (Paris).
Son premier poste est à Had Kourt, près de Ouezzane. Il loge dans un petit hôtel-restaurant tenu par un Grec (c’était en général le cas alors sur les principales routes du Maroc). Il reçoit la visite du contrôleur civil de l’endroit : c’était Jacques Berque. Leur amitié et leur collaboration a commencé là. C’était le début des années 1930.
En 1944, il était dans le Tadla, et c’est dans ses échanges avec les jamaâ-s locales (il parlait et lisait alors couramment l’arabe) que naît sa vision du Secteur de Modernisation du Paysannat (SMP). Il en confie l’idée à Berque, nommé directeur du Bureau des Etudes, à Rabat. Naît alors leur collaboration à partir du rapport de Couleau auquel Berque apporte sa touche : il s’agit de mettre la modernité à la portée des paysans.
En 1947-1948, devant l’opposition des gros propriétaires terriens, l’expérience est arrêtée et ses deux auteurs sont chassés de l’administration (la reconstitution de carrière de Couleau ne sera faite qu’en 1956). En 1953, il devra « s’exiler », quitter le Maroc pour la France, où il survit comme il peut.
Mais les Marocains ne l’oublient pas. Déjà avant la crise, Monsieur Yahia Benslimane (Ingénieur agronome) lui avait fait connaître Ben Barka, A. Bouabid et d’autres dirigeants de la lutte pour l’indépendance. (Yahia Benslimane, aura connu Couleau à travers son père qui connaissait Berque ; leur amitié n’aura pas cessé depuis). Ceux-là, à l’Indépendance, lui assureront les responsabilités de conseiller dans différentes directions de l’agriculture. Le roi Mohammed V le décorera du Wissam alaouite le jour de l’ouverture de l’Opération Labours (date ?). Son dernier poste sera celui de conseiller du gouverneur de Beni Mellal. Après cela, il prendra définitivement sa retraite.
Julien Couleau aura beaucoup écrit, nombre d’études… et aussi des romans, qui ne trouveront pas d’éditeur. Mais en 1968 paraît La paysannerie marocaine (Paris, Éd. du CNRS) où il livre toute sa connaissance du Maroc rural, éclairée par de brillantes et originales intuitions.
Il quittera définitivement le Maroc en 1990, acceptera de vivre dans une maison de retraite près d’Aix-en-Provence – ce qui permit à l’IREMAM de nouer des liens brefs mais féconds avec lui. Puis préfèrera se rapprocher de sa famille et s’installer dans une autre institution à Menton, où il décédera en 1996.
Il occupa successivement les postes de Contrôleur Civil puis d'Inspecteur des impôts ruraux (1930-1944); Inspecteur du secrétariat permanent du Paysannat marocain (1944-1947); Inspecteur central des Impôts ruraux au service de la mise en valeur et du génie rural du Maroc (enquête agricole mondiale organisée par la F.A.O. , études économiques et sociales des tribus devant bénéficier de l'irrigation. Etude préliminaire au programme de l'habitat rural marocain). Il est un proche collaborateur de Jacques Berque.