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Le Taillefer appartient aux massifs cristallins externes des Alpes dauphinoises, et forme une extension de celui de Belledonne. Sa structure en bloc basculé en constitue une des particularités géologiques. Outre une grande richesse minéralogique révélée par les échantillons extraits aux mines d’Oulles, la juxtaposition de substrats carbonatés et siliceux contribue à une forte diversité botanique. Mais l’aspect le plus remarquable du site réside dans la variété des types d'habitats naturels de lacs, tourbières et marais d’altitude. La préservation de ces milieux naturels est considérée comme prioritaire au niveau européen en raison de la richesse de leur patrimoine floristique, faunistique, écologique et palynologique. Il est très intéressant de constater ici la présence de sources carbonatées où le calcaire se dépose en concrétions jusqu’à former une roche (le tuf) : ce sont des sources pétrifiantes, encore appelées tuffières. C’est un habitat très particulier et très fragile qu’il convient de préserver de toute destruction. De nombreux oiseaux nichent ici : le Tarier des prés, la Bécasse des bois, la Perdrix bartavelle, la Pie-grièche écorcheur ou le Chocard à bec jaune. Le Merle de roche, au typique plumage orange et bleu, se rencontre sur les versants abrupts. Des zones de pelouse sèche permettent aux plantes résistantes à la sécheresse de survivre. On peut y admirer une graminée au fruit en plumet appelée "marabout", c’est la Stipe pennée, ainsi que des cousines du trèfle (des légumineuses comme l’Astragale esparcette ou l’Astragale toujours vert), ou encore une grande ombellifère : le Laser de France. Privée de l'entretien prodigué par le pâturage ou le débroussaillage, cette pelouse a tendance à être conquise par les buissons puis les arbres, ce qui contribue à faire diminuer la biodiversité du milieu. Enfin, la zone des lacs, située à l’ouest du site, ajoute à la diversité naturelle du site en accueillant des plantes de zones humides tourbeuses comme le Rossolis à feuilles rondes), plante carnivore qui a la particularité de pouvoir se nourrir d’insectes qui viennent se coller sur ses feuilles aux poils rouges gluants, ou encore la Linaigrette engainante.
