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Le site, d’une surface d’environ 6 200 ha, surplombe la rive droite de la haute vallée de l’Ariège. Il s’agit d’un massif montagneux granitique qui s’étend entre 780 et 2 830 m d’altitude. Ces montagnes sont caractérisées par des paysages très rocailleux, dominés dans les hauteurs par d’immenses éboulis et des lacs épars. Lorsque la végétation parvient à se développer, elle est dominée par des landes clairsemées de pins de montagne. Sur les versants les plus bas se trouvent des forêts de hêtres et de sapins, et localement des plantations de résineux réalisées pour lutter contre l’érosion. L’activité pastorale demeure relativement présente au niveau des estives. Le climat qui règne est de type montagnard. Parmi les milieux intéressants présents sur le site, nous pouvons citer les mégaphorbiaies pyrénéo-ibériques (végétation de hautes herbes), qui sont ici particulièrement bien développées. Elles accueillent de nombreuses espèces spécialisées dont certaines sont endémiques des Pyrénées, comme le Lis des Pyrénées (Lilium pyrenaicum) ou le Moloposperme du Péloponnèse (Molopospermum peloponnesiacum). Çà et là se trouvent des bas-marais acides, avec parfois des buttes de sphaignes colorées. Des communautés à Rubanier à feuilles étroites (Sparganium angustifolium) caractéristiques des eaux oligotrophes se développent dans certains lacs de montagne. Les rocailles granitiques forment des habitats intéressants tels que les dalles siliceuses du Sedion pyrenaici, caractérisées ici par la Joubarbe des toits (Sempervivum tectorum). Sur les falaises de l’étage montagnard se trouve un groupement de falaises siliceuses catalano-languedociennes, l’Antirrhinion asarinae, dont l’aire de répartition est très réduite, caractérisé par l’Asarine couchée (Asarina procumbens). Enfin, les éboulis sont très présents dans la zone : éboulis fins des versants frais ou des versant plus chauds, et éboulis de gros blocs caractérisés ici par la Saxifrage faux géranium (Saxifraga geranioides), endémique de la partie orientale des Pyrénées. Certains versants ensoleillés sont couverts par les pelouses siliceuses thermophiles subalpines caractérisées par le Gispet (Festuca eskia). Au niveau des crêtes les plus hautes se trouvent des pelouses alpines à Laîche courbée (Carex curvula) et des combes à neige, en mosaïque avec des landes alpines naines à Azalée naine (Loiseleuria procumbens). Au niveau des versants boisés de l’étage montagnard se trouvent ponctuellement des forêts de ravins des versants humides du Tilio platyphylli-Acerion pseudoplatani, habitats prioritaires pour la directive « Habitats », caractérisées ici par la présence du Tilleul à feuilles en cœur (Tilia cordata). Les forêts de pins de montagne sur silice constituent également un habitat intéressant pour le site. Les milieux tourbeux du site accueillent deux espèces protégées : il s’agit du Rossolis à feuilles rondes (Drosera rotundifolia), protégé au niveau national, et de la Linaigrette engainante (Eriophorum vaginatum), protégée au niveau régional. Sur les falaises siliceuses de haute montagne pousse la petite Androsace de Vandelli (Androsace vandellii), protégée au niveau national.
Un des principaux intérêts faunistiques du site repose sur les grands espaces d’habitats favorables aux galliformes de montagne. La Perdrix grise de montagne (Perdix perdix hispanicus) affectionne les landes des versants sud de l’étage montagnard, en particulier les landes à Genêt purgatif (Cytisus oromediterraneus) bien représentées sur le site. Le Lagopède alpin (Lagopus mutus) a été observé sur le site comme hivernant. Il vit au niveau des crêtes et des sommets, et trouve sa nourriture sur les landines d’altitude. Enfin, le Grand Tétras (Tetrao urogallus) est présent dans les milieux forestiers du site toute l’année, comme reproducteur, nicheur et hivernant. Ces trois espèces font partie de l’annexe I de la directive « Oiseaux », et figurent sur la liste rouge des oiseaux nicheurs de France. Le site héberge une espèce peu commune de lézard, endémique des étages montagnard et subalpin du secteur oriental de la chaîne. Il s’agit du Lézard agile de Garzón (Lacerta agilis garzoni), qui a été récemment redécouvert sur le bassin versant atlantique des Pyrénées. Au niveau des ruisseaux se trouvent le Desman des Pyrénées (Galemys pyrenaicus) et l’Euprocte des Pyrénées (Euproctus asper). Plus bas dans la vallée, la rivière est occupée par la Loutre d’Europe (Lutra lutra).
Le contour du site est d’abord défini en fonction de critères géomorphologiques. En effet, il occupe le « versant ouest » qui surplombe la rivière Ariège. Il est limité à l’ouest par le fond de la vallée, à l’est par la ligne de crête qui culmine au pic d’Étang-Faury et au pic Pedrous. Cette ligne de crête prend son origine légèrement au nord du col de Puymorens, et marque la frontière avec l’Espagne puis avec le bassin versant de l’Oriège pour se terminer au niveau d’Ax-les-Thermes. Les secteurs plus artificialisés voire urbanisés compris entre le lit mineur de l’Ariège et le bas du versant ont été exclus du périmètre, en particulier à Mérens-les-Vals. Le lit de la rivière Ariège n’a pas été inclus dans le périmètre. Il fait l’objet d’une autre ZNIEFF : « L’Ariège, amont ».
