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Partie intégrante de l’Oisans, cet ensemble naturel appartient aux massifs cristallins externes des Alpes dauphinoises.
Il prolonge au sud celui de Belledonne, dont il est séparé par l’entaille profonde des gorges de la Romanche. Le Col d’Ornon assure vers l’est la continuité avec le massif des Ecrins.
La structure en « bloc basculé » constitue l’une des particularités géologiques du Taillefer, qu’il partage d’ailleurs avec le massif des Grandes Rousses.
Le massif recèle de grandes richesses minéralogiques, révélées par les échantillons extraits aux mines d’Oulles.
La juxtaposition de substrats carbonatés et siliceux contribue également à une forte diversité botanique.
De nombreux secteurs demeurent par ailleurs peu perturbés par les activités humaines.
Outre l’intérêt de la flore alpine (Céraiste des Alpes, androsaces, Ancolie des Alpes, Pavot des Alpes, Pleurosperme d’Autriche, Stemmacanthe rhapontique, Saussurée discolore…), l’aspect le plus remarquable du site réside dans la variété des types d'habitats naturels de lacs, tourbières et marais d’altitude, abritant de très nombreuses espèces rares, dont beaucoup sont protégées (Laîche pauciflore, Laîche des bourbiers, Dactylorhize de Traunsteiner, Linaigrette engainée…).
On remarque également certaines particularités biogéographiques :
- la présence localisée de cortèges d'espèces subméditerranéennes (Leuzée à cônes, Hysope officinal, Stipe plumeuse…),
- la situation en limite de répartition occidentale de certaines séries de végétation propres aux Alpes internes (série interne du Pin sylvestre, pelouses à Fétuque châtain).
La diversité faunistique du massif n’est pas en reste, qu’il s’agisse d’insectes (papillons Apollon, Alexanor et Nacré des Balkans, libellules…), d’avifaune de montagne (Chocard à bec jaune, galliformes de montagne…) ou inféodée aux versants secs (Pie-Grièche à tête rousse), de mammifères (Chamois, Crossope aquatique, Lièvre variable, chiroptères…), de reptiles (Lézard vivipare…), de poissons (Omble chevalier) ou de batraciens (crapaud Sonneur à ventre jaune).
Le zonage de type II souligne les multiples interactions existant au sein de cet ensemble, dont les échantillons les plus représentatifs en terme d’habitats ou d’espèces remarquables sont retranscrits par une forte proportion de zones de type I (zones humides, forêts, landes…) au fonctionnement souvent fortement interdépendant.
Il englobe en outre les zones abiotiques naturelles, telles que les éboulis instables correspondant à des milieux faiblement perturbés
Il souligne 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 (Aigle royal, voire Loup …) ;
- à travers les connections existant avec d’autres massifs voisins (Oisans, Belledonne…).
L’ensemble présente par ailleurs un grand intérêt paysager, géologique et minéralogique (avec par exemple le site des mines d’Oulles).
