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La Saône n'a pas toujours été ce fleuve tranquille connu pour la richesse biologique de ses prairies inondables… A la fin de l'ère tertiaire, un lac d'eau douce (le lac bressan), de plus de 300 km de long sur une cinquantaine de large occupait l'ensemble de la vallée de la Saône. Peu à peu comblé par des dépôts d'origine glaciaire, il prit la forme d'une "pré-Saône", à pente extrêmement faible, à la fin de la dernière période de glaciation (Würm), avant d'acquérir sa forme actuelle. Les érosions fluvio-glaciaires ont ainsi accumulé les sables dans la vallée de la Saône jusqu'à la fin du Würm. Ensuite, les vents d'ouest ont transporté cette roche sédimentaire de la vallée du Saône jusqu'au site des Charmes. La présence de grains de sable arrondis, mats et très fins atteste de ce transport éolien. Les dunes continentales des Charmes, ou dunes de Sermoyer, forment actuellement des dômes, douze au total, qui peuvent atteindre quatre mètres de haut. Un tel milieu impose des conditions de vie bien particulières (chaleur et sécheresse). Une flore originale se développe donc sur ces dunes. Ce sont surtout des plantes annuelles (à cycle de végétation court). Plusieurs types de végétation dunaire peuvent être identifiés correspondant à des stades successifs : la "dune blanche" à Canche blanche, la "dune noire" recouverte de mousses, la "dune grise" colonisée par les lichens, et la "dune rose" à Callune. Une mare quasi permanente contraste avec ces milieux secs et augment la biodiversité. Elle constitue notamment un lieu propice à la reproduction d'amphibiens (Triton crêté par exemple). Des libellules aussi viennent s'y reproduire: le Gomphus très commun, le Sympétrum noir ou encore le Leste dryade. Une espèce de guêpes prédatrice des cochenilles et pucerons a également été découverte. Elle présente ici sa plus forte densité connue au monde. Ce site, en limite nord de la région Rhône-Alpes, est ainsi un des derniers témoins du milieu dunaire continental. Ces dunes sont par ailleurs connues depuis 1861 pour leurs vestiges archéologiques datant du néolithique. Avec les dunes de la Truchère, en Saône-et-Loire, elles forment un ensemble d'une grande richesse.
