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L'Etang des Vallées et les fonds humides de Grandval constituent une vaste zone marécageuse dont l'intérêt écologique est remarquable. Le site est d'ailleurs inscrit au réseau natura 2000 en raison des habitats qu'il renferme : Bois tourbeux mésotrophes à Fougère des marais (Alnion glutinosae) et Chênaies acidiphiles (Quercion robori-petraeae)...
Le site présente par ailleurs une grande diversité floristique et se révèle d'un fort intérêt patrimonial en abritant de nombreuses espèces végétales rares dont 5 d'entre elles sont mêmes protégées en région Ile-de-France. En queue d'étang et au niveau des clairières de l'aulnaie marécageuse, les groupements de magnocariçaies constituent un biotope favorable notamment au Piment royal (PR/R) (Myrica gale), petit arbuste des manteaux forestiers marécageux protégé et localisé en Ile-de-France sur le massif de Rambouillet où il reste toutefois relativement abondant sur ses stations et au Calamagrostis des marais (PR) (Calamagrostis canescens), grande graminée extrêmement rare et protégée pour laquelle l'étang des Vallées constitue une des rares stations franciliennes fournie en pieds fertiles. D'autres espèces d'intérêt peuvent être signalées, comme la Laîche blanchâtre (PR) (Carex curta), la Laïche allongée (Carex elongata), mais aussi la Stellaire glauque (PR) (Stellaria palustris), autre rareté régionale inféodée aux prairies inondables et enfin la Fougère des marais (PR) (Thelypteris palustris) qui présente ici une belle station notamment suite aux travaux de restauration écologique qui lui sont très profitables.
D'autres espèces végétales rares et menacées sont également présentes sur ce secteur comme la Laîche à bec (Carex rostrata) et la Laîche paradoxale (Carex appropinquata), hôtes rares des boisements clairsemés surs sols tourbeux et acides et du Blechnum en épi (Blechnum spicant), fougère rare en plaine ici présente dans l'aulnaie marécageuse et en sous-bois de la chênaie-charmaie dans les fossés humides.
La qualité écologique des habitats du site et sa situation privilégiée dans cette vallée préservée de l'urbanisation lui confèrent également un grand intérêt faunistique. Intraforestier, ce plan d'eau constitue une grande frayère à Crapauds communs (PN) (Bufo bufo). Chaque année, environ 10 000 crapauds viennent s'y reproduire, accompagnés de nombreuses autres espèces d'amphibiens dont le Triton alpestre (PN) (Triturus alpestris) et plus rarement le Triton crété (Triturus cristatus). La queue d'étang est en outre très appréciée du Lézard vivipare (PN) (Lacerta vivipara), reptile des zones humides peu fréquent en Ile-de-France et qui est relativement abondant sur ce site au niveau des ourlets préforestiers.
L'entomofaune, bien qu'encore peu étudiée sur ce site, se révèle pourtant d'une grande richesse patrimoniale comme en témoigne la présence de plusieurs espèces peu fréquentes dont 2 libellules protégées au niveau régional : le Cordulégastre annelé (PR) (Cordulegaster boltonii), est une espèce inféodé aux marais infra-forestiers qui profite ici des nombreuses résurgences et des zones de suintements permanents, et la Grande Aeschne (PR) (Aeshna grandis), l'une des plus grandes espèces de notre faune qui affectionne les grands étangs aux eaux légèrement acides, dont la reproduction sur le site n'a toutefois pas été prouvée. A leur côté, s'observent également dans la queue tourbeuse de l'étang la Libellule fauve Libellula fulva) et l'Agrion délicat (Coeriagrion tenellum), petite demoiselle assez rare et localisée aux marais tourbeux dont il s'agit ici de l'une des deux seules stations de l'espèce sur le territoire du Parc naturel régional, le Criquet marginé (Chorthippus albomarginatus) et surtout le rare et menacé Criquet ensanglanté (Stetophyma grossum), hôte caractéristique des prairies tourbeuses . Ces milieux tourbeux ouverts sont aussi l'habitat du Nacré de la Sanguisorbe (Brenthis ino), papillon menacé en Ile-de-France dont l'essentiel des populations sont aujourd'hui localisées dans les vallées humides du sud des Yvelines et du nord de l'Essonne, de l'Oedemère à corselet safran (Oedemera croceicollis), coléoptère floricole peu fréquent observé généralement dans les grands marécages, tandis que le rare Anchomène de Thorey (Europhilus thoreyi), carabique hygrophile en très forte régression, se cantonne aux petites roselières du site. Enfin, les vieilles futaies de chênaie-charmaie constituent l’habitat du rare Selatosome à deux taches (Selatosomus bipustulatus) dont les larves se développent sous les écorces de chêne.
Pour l'avifaune, on mentionnera seulement l'hivernage du Râle d'eau (Rallus aquaticus) dans la roselière et surtout la présence régulière de deux couples nicheurs de Pic noir (PN) (Dryocopus martius) qui profitent des vieux hêtres du boisement au nord de l'étang.
On soulignera enfin la présence de la Martre (Martes martes), observée en chasse sur le site. Ce petit mustélidé, nocturne et crépusculaire, évite les milieux ouverts et la proximité des habitations humaines. Ses populations ont fortement décliné dans notre région suite au morcellement de la couverture forestière.
La délimitation proposée tient compte de la répartition des espèces remarquables, de leur territoire d'évolution et de la fonctionnalité de cet ensemble de milieux humides et tourbeux (expansion naturelle des crues, gestion cohérente des espaces naturels). Les espaces urbanisés ou trop fortement anthropisés ont été exclus au maximum du périmètre mais une section de l'axe routier D24 a été intégrée en dépit de son caractère rudéral. Au niveau cartographique, le périmètre est principalement calé sur des repères physiques facilement identifiables (chemins d'exploitation et sentes forestières, route et lit mineur de rivière) ainsi que sur des éléments topographiques (courbes de niveau). Lorsque la limite longe un tracé de chemin forestier, ce dernier n'est pas inclus dans le zonage. En revanche, lorsque la limite longe un cours d'eau, le lit mineur de la rivière est compris dans le périmètre de zonage. Cette délimitation correspond, à peu de chose près, au périmètre du site natura 2000.
