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Ce vaste ensemble de coteaux et de vallons exposés à l'est et à l'ouest, avec sur le plateau un ensemble de prairies et de bois, abrite une grande diversité de milieux, présentant notamment tous les niveaux d'évolution des milieux calcicoles, des stades pionniers aux stades boisés. Les éboulis sont rares, mais constituent un habitat déterminant accueillant des espèces patrimoniales comme le Liondent des éboulis (Leontodon hispidus subsp. hyoseroides) -végétal rare- ; l'Oedipode bleu (Oedipoda caerulescens) et le Criquet de la Palène (Stenobothrus lineatus), deux criquets assez rares. Les pelouses calcicoles, souvent riches en orchidées, évoluent vers des fourrés à prunelliers, aubépine à un style, ou du genévrier. Une grande partie du coteau est envahi par des bois dominés par le Hêtre, le Chêne ou le Frêne. A la chênaie bien représentée sur le plateau, s'ajoute la hêtraie atlantique à Daphne lauréole et la forêt de ravin, deux habitats d’intérêt communautaire. Une partie des coteaux du site est à cet égard intégrée au sein du réseau Natura 2000, avec la ZSC « Boucles de la Seine amont, des coteaux d'Amfreville aux Andelys ».
La majorité de la richesse floristique est localisée sur les coteaux avec de nombreuses espèces patrimoniales très rares à rares comme la Céphalanthère à feuilles longues (Cephalanthera longifolia), Le Monotrope sucepin (Monotropa hypopitys), l'Anémone pulsatille (Pulsatilla vulgaris), l'Orchis militaire (Orchis militaris), la Cuscute à petites feuilles (Cuscuta epithymum), l'Orobanche améthyste (Orobanche amethysta). Quelques petites sources sur le plateau permettent le développement de la Prêle d'Ivoire (Equisetum telmateia), assez rare. Citons enfin plusieurs espèces protégées en Normandie orientale : Actaea spicata, Anemone hepatica, Epipactis atrorubens, Ononis pusilla.
L'avifaune est diversifiée, avec pas moins de soixante dix espèces recensées. Les fourrés accueillent diverses fauvettes comme l'Hypolaïs polyglotte (Hippolais polyglotta), et les prairies sont favorables au Tarier pâtre (Saxicola torquata), deux espèces peu communes. Les bois abritent divers rapaces et pics, notamment la Bondrée apivore (Pernis apivorus) et le Pic noir (Dryocopus martius), deux espèces inscrites à l'annexe I de la directive oiseaux. Le Torcol fourmilier (Jynx torquilla) et le Pouillot de Bonelli (Phylloscopus bonelli), deux oiseaux très rares, ont pu être notés nicheurs sur ces coteaux de par le passé.
Les reptiles sont bien représentés avec quatre espèces recensées, dont deux considérées comme rares et localisées en vallées de la Seine et de l'Eure : la Coronelle lisse (Coronella austriaca), et le Lézard vert (Lacerta bilineata).
Parmi les insectes, deux espèces de sauterelles déterminantes sont notées, la Decticelle carroyée (Platycleis tessellata) -inféodée aux friches sèches-, et le Méconème fragile (Meconema meridionale), plus lié aux fourrés et aux lisières. En acridiens, le Criquet de la Palène (Stenobothrus lineatus) et l’OEdipode turquoise (Oedipoda caerulescens). Un inventaire des papillons a mis en évidence la présence de cent dix espèces, dont une trentaine sont peu communes à très rares, parmi lesquelles une vingtaine déterminantes de ZNIEFF. Celles-ci sont inféodées aux coteaux calcicoles et également aux milieux boisés. Parmi les plus remarquables citons la Zygène diaphane (Zygaena minos), le Hameçon (Drepana binaria), la Porcelaine (Pheosia tremula), la Lithosie grise (Eilema griseola), le Trapèze (Cosnia trapezina), et le Flambé (Iphiclides podalirius).
Globalement le site est peu accessible, les pressions urbaines (villes, routes) et agricoles sont surtout localisées en périphérie. Cette quiétude constitue un atout pour le maintien de la faune et de la flore. L'urbanisation entraîne une disparition des coteaux, en particulier au niveau de Saint Pierre du Vauvray. Sur le plateau une agriculture intensive cerne le site, et voit une régression des prairies. Quelques secteurs en pied de coteaux sont également cultivés. La progression des fourrés au profit des pelouses constitue un autre problème, néanmoins l'application de gestions conservatoires devrait permettre de préserver les qualités de ce site.
• Le long de la Seine : retrait des habitations et calage avec les contours de la ZSC (les boucles de la Seine amont, les coteaux d'Amfreville aux Andelys - FR2300126) et la ZI. "Coteau de Saint-Pierre-du-Vauvray à Venables"
• Le "haut" du coteau : calage avec les zones boisées, les courbes de niveau et la ZI "Coteau de Saint-Pierre-du-Vauvray à Venables". Au niveau du sud, entre Heudebouville et Venables, intégration, au sud de la D135, des parties boisées éparses et de la ZI "les Gaillards".
