The increase in rainfall intensity caused by climate change, combined with high levels of urban soil sealing and the limited capacity of drainage systems, is significantly increasing flooding risk. Integrated stormwater management is a key factor in dealing with the consequences of climate change by mitigating flood risk based on nature-based solutions. An experimental site was designed to assess the hydrological response of vegetated swales depending on different catchment surfaces, and to evaluate the impact of spatial variability of the hydraulic conductivity (K). A hydrological model was developed on EPA SWMM and calibrated based on measured data in two experimental swales with different active surfaces (N6—50 m² and N11—100 m²). The model validation was assessed with NSE scores higher than 0.7. The simulations considered various factors, such as the water level in the swales, the actual rainfall, the evapotranspiration, the swale geometry, the catchment area (Sa), and the hydraulic conductivities of the natural silty soil, to assess, for the heaviest rainfall event, the best swale morphological characteristics. The study examined the combined impact of K (8) and Sa (6) on swale storage capacity, designed with a 250 mm depth. The simulations showed that the 250 mm overflow limit was exceeded for N10 (90 m²) when K ≤ 2 × 10⁻⁶ m/s, and for N11 (100 m²) when K ≤ 4 × 10⁻⁶ m/s. These results provide valuable information on the optimal storage capacity based on the swales’ geometrical and physical properties.

Face à une urbanisation croissante et à l'intensification des épisodes orageux liée au dérèglement climatique, la gestion intégrée des eaux pluviales représente un enjeu majeur pour renforcer la résilience des territoires face aux risques d'inondation. L'efficacité de ces ouvrages repose sur une conception adaptée, prenant en compte les contraintes du site et de la réglementation en vigueur. Les recommandations techniques préconisent la mise en place d'ouvrages d'infiltration pour des sols ayant une perméabilité supérieure à 10-6 m/s. Cependant, dans des contextes géologiques contraints, à l'image des territoires où les terrains géologiques anté-quaternaires sont couverts les formations limoneuses peu perméables. La performance de ces ouvrages demeure limitée. Leur capacité à assurer un bon fonctionnement hydrologique est remise en question. Par conséquent, les ouvrages d'infiltration, notamment les noues d'infiltration sans tranchées drainantes sont systématiquement écartées.Pour lever ces verrous, la réponse hydrologique des noues au niveau des sols limoneux pléistocènes du Nord a été étudié dans un cadre expérimental. Pour ce faire, un démonstrateur instrumenté a été conçu pour suivre en continu les niveaux d'eau, les paramètres physiques du sol et les données climatiques afin de caractériser la performance hydrologique de ces ouvrages en fonction de la surface active (Sa), de la perméabilité (K) et du degré de saturation initial (St). Une série de modélisations sur SWMM, calibrées sur les mesures sur site, ont permis de simuler la réponse hydrologique sous différentes séquences de pluie et sous différentes configurations (Sa, K, St), démontrant la capacité de ces ouvrages à gérer des pluies de 20 mm sans débordement. Afin d'améliorer la réponse hydrologique des noues, l'effet de l'activité lombricienne sur l'évolution de la perméabilité a été étudié. Une amélioration significative, allant jusqu'à 310.8 % de la vitesse d'infiltration, a été observée pour les noues les moins perméables, améliorant par conséquent leur temps de vidange. Cette amélioration est moindre dans des sols marqués par des perméabilités supérieurs (35 % d'amélioration en moyenne pour K = 3 10-6 m s-1Parallèlement, une étude hydro-géophysique à base des méthodes VES et ERT, a été réalisée au niveau du site et dans les communes à proximité afin d'identifier le rôle de la lithostratigraphie sur les transferts verticaux dans la zone non saturée. Trois configurations lithostratigraphiques : LCS (Limon-Craie sénonienne), LTC (Limon-Tuffeaux-Craie sénonienne) et LCT (Limon-Craie turonienne) ont été décrites à partir de la résistivité des niveaux crayeux sous les limons. Un faciès d'altération à l'interface limon-craie, dénommé marnettes, a été identifié, ainsi que son rôle dans la modification des écoulements par un ralentissement de l'infiltration des eaux pluviales dans les horizons crayeux. Sur la base de ces résultats, un nouveau modèle hydro-géophysique pour les sols limoneux a été développé, combinant les mesures de résistivité électrique par ERT et les simulations des écoulements en zone non-saturée, sur HYDRUS. Ce modèle a permis d'évaluer les variations spatio-temporelles de la teneur en eau (R² = 0.78) et d'évaluer la perméabilité non saturée (R² = 0.79) à partir de la résistivité électrique mesurée. Cette approche a été également utilisée pour estimer les variations de volumes d'eau infiltrés et stockés au droit des noues démontrant la contribution des noues à la recharge de la nappe de la craie.Les résultats issus de ce travail apportent des réponses aux contraintes rencontrées par les gestionnaires et les services d'eau et assainissement pour la mise en place des ouvrages de gestion intégrée des eaux pluviales sans tranchées drainantes. Plusieurs pistes de recherche sont dégagées pour renforcer les orientations stratégiques en matière de gestion de l'eau.