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Les souterrains constituent des milieux propices à l'hivernage des chiroptères en raison de conditions microclimatiques relativement stables tout au long de la saison (température comprise entre 0° et 8°C, hygrométrie élevée, courants d'air réduits). Par ailleurs, les conditions particulières de faible luminosité, l'altération des joints entre les pierres à l'origine d'une offre importante en microcavités, et la relative tranquillité du milieu leur permettent d'y effectuer leur phase léthargique (de novembre à mars).
Le souterrain situé à proximité du monastère des Orantes, bien que d'assez faible longueur, abrite de façon régulière, durant l'hiver, jusqu'à 70 individus de cinq à sept espèces de chauves-souris. Parmi celles-ci, le Grand Murin (DH/PN) (Myotis myotis) demeure certainement l'espèce la plus remarquable. Dans presque toute l'Europe, il est considéré comme menacé et son aire de distribution tend localement à se restreindre, ce qui lui vaut aujourd'hui de figurer à l'annexe II de la Directive Européenne Habitats. En région Ile-de-France, la population hivernante connue est d'environ 220 individus et seule une colonie de reproduction a pour l'instant été mise en évidence (Monfort-l'Amaury, 2008). Cette grande espèce, particulièrement sensible au dérangement, occupe préférentiellement des gîtes hivernaux spacieux comme les cavités souterraines où elle recherche habituellement les fissures pour se loger.
Le Murin de Daubenton (PN/R) (Myotis daubentonii) est une espèce étroitement liée aux zones humides. Peu exigeante quant à la nature des gîtes hivernaux, elle fréquente aussi bien de vastes carrières souterraines que la voûte d'un pont où elle s'accroche le long des parois, souvent à découvert. L'hygrométrie constitue en revanche un facteur déterminant dans le choix des sites et elle ne s'installe jamais dans les secteurs où l'air est trop sec. La population régionale hivernante est estimée à quelque 235 individus. Une colonie de reproduction réunissant une soixantaine d'individus est connue dans le Vexin français.
Le Murin de Natterrer (PN/AR) (Myotis nattererii) est une espèce encore très méconnue en raison de ses mœurs discrètes. Cette petite espèce, plutôt forestière, est en effet considérée comme "fissuricole". A l'instar du Grand Murin, elle affectionne particulièrement les fissures étroites et autres interstices dans lesquels elle se dissimule profondément et passe souvent inaperçue. Ses gîtes hivernaux sont de natures très variées (carrières, ponts, caves, souterrains). La population régionale hivernante connue est de 210 à 220 individus mais elle est probablement sous-estimée pour les raisons évoquées précédemment. Une seule colonie de reproduction est connue en Ile-de-France.
L'Oreillard brun (PN/AR) (Plecotus auritus) est peu observé dans des gîtes souterrains en Ile-de-France puisque la population régionale hivernante connue est de seulement 75 individus. Ses gîtes d'hibernation sont de taille plus modeste et cette espèce peu frileuse s'accommode fréquemment d'une petite cave ou d'une cavité d'arbre. Aucune colonie de reproduction de l'espèce n'est connue actuellement dans la région.
Le Murin à moustaches (PN/AR) (Myotis mystacinus), bien qu'également en voie notable de raréfaction, est toutefois beaucoup moins rare que les espèces précédentes. En hiver, cette petite espèce apprécie les petites cavités (abris sous roche, caves, petits tunnels). La population régional hivernante connue est d'environ 480 individus mais aucune colonie de reproduction n'a encore été localisée.
Le Murin à oreilles échancrées (PN/AR) (Myotis emarginatus), apparaît régulièrement depuis 2007 à raison de quelques individus isolés.
La découverte d'un individu de Murin de Bechtein (PN/AR) (Myotis bechteinii) en 2010 porte désormais à sept le nombre d'espèces utilisant ce souterrain en hiver.
De nature fissuricole, sa détection reste peut aisé de même qu'il demeure de ce fait très sensible à la rénovation des édifices, souvent accompagnée du comblement des jointures.
Ce site est également utilisé à l'automne comme gîte de transit par plusieurs espèces de chiroptères : Murin de natterer, Murin à moustaches et Oreillard brun. Leur présence sur le site, à cette époque de l'année, correspond à des rassemblements pré-hivernaux au sein desquels ont lieu les accouplements.
A l'échelle régionale, le Souterrain des Orantes constitue un site d'intérêt écologique assez fort pour l'hivernage des chauves-souris (effectif de population et diversité spécifique). Il constitue, en outre, l'un des derniers sites d'hivernage du Grand Murin dans le département des Yvelines. Au niveau local, ce gîte est particulièrement intéressant pour les populations relativement importantes de Murin de Natterer et de Murin à moustaches qu'il abrite.
Ce gîte d’hibernation de chiroptères fait l’objet d’un suivi régulier par les techniciens du Parc naturel régional à raison d’un comptage hivernal. Considérant les nuisances engendrées par ces visites de contrôle, il conviendra de ne pas multiplier inutilement les dérangements par des visites supplémentaires et de se référer systématiquement à la coordination nationale de la Société Française d’Etude et de Protection des Mammifères (SFEPM) et notamment à son « Groupe Chiroptères Ile-de-France » avant d’entreprendre toute démarche qui concernerait ce site. Considérant l’état critique des populations de chiroptères en région Ile-de-France, il est par ailleurs recommandé de faire preuve d’une grande discrétion quant à la localisation de ce gîte, notamment en l’absence de mesures particulières de protection.
La délimitation de la zone tient compte des deux accès au souterrain (l'entrée principale située sur le versant en zone boisée et le puits aérien qui débouche au niveau du plateau agricole).
