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La ZNIEFF se compose d'un ensemble de boisements, pelouses calcaires et cavités à chauves-souris.
Les cavités aux sud-est de Brenelle (Valnois) correspondent à une ancienne carrière souterraine de pierre à bâtir, exploitant la dalle structurale de calcaire grossier du Lutétien. Cette carrière est organisée autour de salles, qui correspondent aux fronts de taille successifs, et de couloirs d’acheminement. Le site a été aménagé en champignonnières et des maisons troglodytiques peuvent être par ailleurs observées à proximité.
Entre Brenelle et la RD22 à l’Est de la ZNIEFF, plusieurs habitats d'intérêt et fonctionnels pour la flore et la faune se développent au sein du site. On y trouve différents stades de pelouses calcaires allant des pelouses rases écorchées à Laîche humble aux ourlets riches en graminées dominés par le Brachypode penné. Quelques espèces patrimoniales de la flore évoluent au sein de ces végétations comme l'Orchis singe (Orchis simia), la Germandrée des montagnes (Teucrium montanum), l'Orobanche de la Picride (Orobanche picridis) Plusieurs cavités sont localisées dans les versants dont une utilisée comme lieu d'hivernage pour le Grand rhinolophe (Rhinolophus ferrumequinum), le Vespertilion à oreilles échancrées (Myotis emarginatus) et le Grand Murin (Myotis myotis). Parmi l'entomofaune, on y trouve également la Larentie douteuse (Triphosa dubitata) papillon de nuit régulier dans les milieux souterrains du Soissonnais. Une partie des versants est composée de boisements de pentes à Frêne commun (Fraxinus excelsior) et Mercuriale (Mercurialis perennis). Dans les vallons frais au niveau des zones de sources et de suintements se développe un boisement de Frêne commun (Fraxinus excelsior) et Grande prêle (Equisetum telmateia). A proximité des zones de sources et suintement abonde l'Ail des ours (Allium ursinum).
Les limites de la ZNIEFF ont d’abord été définies par l'entrée de la cavité de Valnois et une partie des bois environnants. Depuis 2015, la ZNIEFF s’étend vers l’Est le long du coteau et intègre les milieux forestiers et leurs clairières jusqu’à la RD22 de sorte à prendre en compte le château de la Roche et un ensemble de petites cavités ainsi que leurs environs immédiats comportant les milieux favorables aux chiroptères (chasse). Les cultures sur le plateau et au pied du coteau ne sont pas prises en compte.
