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La Chartreuse, l’un des plus petits massifs subalpins, forme un ensemble très bien individualisé entre les deux agglomérations de Grenoble et Chambéry.
A l’ouest, un piémont au paysage mouvementé de collines assure la transition et garantit les échanges biologiques avec les « Terres-Froides » du Bas-Dauphiné ; au sud et à l’est par contre, les hauts-relief du massif surplombent brutalement la vallée de l’Isère.
Le relief est dans l’ensemble très tourmenté, et la Chartreuse conserve une image intimement liée à son passé religieux et à l’omniprésence des forêts d'épicéas, de sapins ou de feuillus.
Le paysage chartroussin est marqué par ses gorges profondes parcourues de torrents, ses sommets d'altitude modeste mais aux falaises escarpées, ses clairières disséminées, ses hameaux et villages constitués de solides bâtisses carrées au fameux toit à quatre pans.
Le patrimoine naturel est d’une grande richesse.
C’est vrai de la flore, avec un cortège conséquent d’espèces montagnardes, dont certaines inféodées aux massifs subalpins (Aconit anthora, Clématite des Alpes, Cyclamen d’Europe, Sabot de vénus, Grassette à grandes fleurs avec sa sous-espèce endémique des massifs subalpins occidentaux, Primevère oreille d’ours…) mais aussi d’espèces témoignant d’expositions chaudes ou d’influences méridionales (Aster amelle, Genévrier thurifére, Pistachier térébinthe…).
Il en est de même pour la faune, qu’il s’agisse des oiseaux (Chocard à bec jaune, Gélinotte des bois, Hirondelle de rochers, Tichodrome échelette…), des ongulés (Cerf élaphe, Chamois), des chiroptères ou des insectes (papillon Apollon, Hermite, libellules, coléoptères dont l’un au moins possède une variété endémique du massif de la Chartreuse…).
Il convient de mentionner certains types d’habitats forestiers remarquables, ainsi que des zones humides et des sources d’eau dure.
Le secteur abrite en outre un karst caractéristique des Préalpes du nord. Ce type de karst est caractérisé par l’épaisseur considérable des stratifications calcaires, l’ampleur des phénomènes de dissolution, l’incidence des glaciations quaternaires (calottes glaciaires sommitales, épaisses langues glaciaires).
Le peuplement faunistique du karst de la Chartreuse est relativement bien connu. Certaines espèces (par exemple un coléoptère tréchiné) sont des endémiques dont la répartition est circonscrite à ce seul massif. La faune pariétale est également intéressante. Elle fréquente la zone d'entrée des cavernes ; cette faune peut être permanente, estivante ou hivernante : son habitat présente des caractères intermédiaires entre le monde extérieur et le monde souterrain. On observe ainsi localement un coléoptère du genre Oreonebria, endémique des massifs subalpins de la Chartreuse, du Vercors et de leurs proches abords.
Le zonage de type II traduit l’unité de cet ensemble globalement peu perturbé par les grands aménagements, au sein duquel les secteurs abritant les habitats ou les espèces les plus remarquables sont retranscrits par de nombreuses zones de type I (zones humides, pelouses sèches, falaises, gîtes à chauve-souris, forêts…) souvent constituées en réseau et fortement interdépendantes sur le plan fonctionnel. En dehors de celles-ci, d'autres secteurs peuvent s'avérer remarquables, par exemple les stations d'une très rare orchidée, l'Epipogon sans feuille, découvertes récemment en périphérie du massif de Chamechaude...
Il souligne également particulièrement les fonctionnalités naturelles liées à la préservation des populations animales ou végétales, en tant que zone d’alimentation ou de reproduction pour de multiples espèces, dont celles précédemment citées, ainsi que d’autres exigeant un large domaine vital (Cerf élaphe, Aigle royal et probablement Lynx d’Europe…).
Il met enfin en exergue la sensibilité particulière de la faune souterraine, tributaire des réseaux karstiques et très dépendante de la qualité des eaux provenant du bassin versant. La sur-fréquentation des grottes, le vandalisme des concrétions peuvent de plus rendre le milieu inapte à la vie des espèces souterraines. Les aquifères souterrains sont sensibles aux pollutions accidentelles ou découlant de l'industrialisation, de l'urbanisation et de l'agriculture intensive.
Le zonage de type II prend également en compte le bassin versant de certaines zones humides identifiées en ZNIEFF de type I (cas du marais du Sappey au Sappey en Chartreuse).
L’ensemble présente par ailleurs un grand intérêt paysager (le massif est cité pour partie comme exceptionnel dans l’inventaire régional des paysages), géomorphologique, ainsi que biogéographique (présence de « colonies méridionales » très représentatives…), voire archéologique et historique, compte-tenu notamment de la présence de l’ordre monastique des Chartreux dont l’activité a fortement influé sur le paysage et les modes de faire-valoir locaux.
