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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.
La bordure sud-ouest du massif de la Chartreuse, constituée d’escarpements calcaires, présente en particulier une succession de vallons et des pentes exposées en adrets, particulièrement favorables à l'établissement d'une flore thermophile, avec de nombreuses espèces témoignant d’une influence méridionale (Aster amelle, Buplèvre des rochers, Genévrier thurifère, Leuzée à cônes, Pistachier térébinthe, Stipe penné…). On y observe également des sources d’eau dure.
La faune est représentée par des espèces montagnardes (Chamois, Tétras-Lyre) , forestières (Pic cendré…) et par d’autre prospectant les versants secs et rocheux (Circaète Jean-le-Blanc, Tichodrome échelette…).
Le secteur abrite enfin 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 réseau spéléologique de la Dent de Crolles est l’un des plus long explorés à ce jour en France.
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 ainsi 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 (pelouses et versants secs notamment) en réseau, fortement interdépendantes. En dehors de celles-ci, d'autres secteurs peuvent s'avérer remarquables, par exemple les pelouses sèches subsistant aux alentours du Fort du Bourcet, ou des secteurs rocheux tels que la Roche Capelière (Fontanil-Cornillon), très favorables au Faucon pèlerin et à de nombreux reptiles...
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.
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.
L’ensemble présente par ailleurs un grand intérêt paysager (cette partie du massif est citée comme exceptionnelle dans l’inventaire régional des paysages), géologique (avec notamment le gisement de géodes de quartz de Meylan, cité à l’inventaire des sites géologiques remarquables de la région Rhône-Alpes), géomorphologique, ainsi que biogéographique (« colonies méridionales » particulièrement représentatives…), archéologique et historique enfin, compte-tenu par exemple de la présence de nombreux châteaux et ouvrages fortifiés.
