Selon P. VERTE (2009: avis site): Au sud, les parcelles en zone agricole forment sur 3,8 ha une vaste mégaphorbiaie à reine des prés dans la plaine alluviale du ruisseau de Williers, en complexe avec de la magnocariçaie et des fourrés de saules. Cette zone a été par le passé plantée de peupliers, en grande partie dépérissants actuellement. La mégaphorbiaie montre des parties en bon état de conservation avec Filipendula ulmaria, Valeriana repens, Angelica sylvestris, Epilobium hirsutum, etc. et des parties plus nitrophiles avec Urtica dioica, Galium aparine, etc.
Dans cette zone, un remblai de 18 ares en bord de chemin est occupé par une friche herbeuse périodiquement fauchée.
Le ruisseau de Williers qui présente un cours naturel est bordé d'une forêt galerie correspondant à l'aulnaie alluviale.
Plusieurs espèces patrimoniales ont été observées dans ces parcelles: damier noir (Melitaea diamina), locustelle tachetée (Locustella naevia), bois joli (Daphne mezereum), etc. Plusieurs arbres morts sur pied abritent des loges de pics.
Au nord, deux vastes prairies pâturées intensives occupent la plaine alluviale. Au milieu un petit bois correspond à une chênaie-frênaie neutrophile de substitution. A chaque extrémité, une petite partie plus étroite est à l'abandon et correspond à de la mégaphorbiaie alluviale au nord, à une végétation de lisière forestière au sud (présence de l'orchidée Listera ovata).
A l'ouest, ces deux prairies sont bordées par une aulnaie frênaie alluviale. Au nord-est une parcelle d'épicéas occupait le lit majeur du ruisseau de Williers. Elle a été mise à blanc récemment. A l'est, les parcelles cadastrales englobent par tronçons un talus de vieux taillis de noisetiers, chêne, charmes… ainsi qu'un alignement de peupliers au nord.
A plusieurs endroits, les prairies présentent des zones de suintement humides. Si, avec 9,7 ha, celles-ci occupent un peu moins de 60% du site avec un habitat actuellement de faible valeur biologique, leur intérêt figure essentiellement comme territoire de chasse pour les chauves-souris présentes dans l'abbaye d'Orval.
Avec des colonies de reproduction de quatre espèces concernées par le décret Natura 2000, l'intérêt chiroptérologique de cette ancienne abbaye est très important. La présence de colonies de reproduction rend la protection de ces populations dépendante du bon état de conservation des territoires de chasse aux alentours de l'abbaye. Parmi les cinq espèces de chauves-souris d'intérêt communautaire dont la reproduction en Région Wallonne est prouvée, quatre sont installées dans des bâtiments de l'abbaye d'Orval, la cinquième, le vespertillon de Bechstein (Myotis bechsteinii) se reproduisant dans des cavités d'arbres en forêt.
Trois colonies de reproduction du petit rhinolophe (Rhinolophus hipposideros) sont actuellement connues en Région wallonne, pour un effectif total estimé à moins de 200 individus, dont 6 à 10 individus à Orval (en 2003). Il s'agit par ailleurs de la seule population à ne pas être isolée et à permettre potentiellement des échanges avec des colonies situées en France. Le petit rhinolophe est l'espèce avec les plus petits territoires de chasse, ceux-ci se trouvant habituellement dans un rayon de maximum 2 à 3 km autours de la colonie. Capable d'évoluer au sein d'un buisson de noisetiers, l'espèce est connue pour chasser dans les milieux très denses de type taillis ou taillis sous futaie aux jeunes stades. Les vieux vergers et les forêts alluviales au sous-bois dense lui sont également favorables.
La colonie de reproduction de grands murins (Myotis myotis), avec plus de 800 individus, représentait en 2007 plus de 80% de la population estivale connue en Région Wallonne. Cette grande chauves-souris peut chasser relativement loin de son gîte (20 à 25 km) et utilise comme habitat soit des prairies rases, soit des forêts denses avec un sous-bois clair, type futaie de hêtres avec beaucoup de litière en sous-bois.
Avec 15 à 20 individus observés (en 2002), la colonie de grand rhinolophe (Rhinolophus ferrumequinum) d'Orval fait partie des quelques sites en Région Wallonne où l'espèce est connue en estivage. La population connue est estimée à moins de 300 individus en Région wallonne. Chasseur à l'affût, il est particulièrement dépendant de la présence de lisières parasol , d'arbres isolés dans les prairies, de haies, de boisements clairs.
Avec 20 à 30 individus, la colonie de vespertilions à oreilles échancrées (Myotis emarginatus) fait partie de la dizaine de colonies connues. L'espèce exploite les vallées alluviales, les forêts feuillues entrecoupées de milieux humides, les bocages, les vergers et les parcs dans un rayon de maximum dix kilomètres autours de la colonie.