Le site est localisé en région limoneuse hennuyère en bordure sud du village de Tongre-Notre-Dame, au lieu-dit «Courtil Gras», le long du canal Ath-Blaton. Il est traversé par la Hunelle, petit affluent de la Dendre qui serpente parallèlement au canal dans un axe sud-ouest/nord-est.
Ce village s'inscrit dans un paysage agricole très ouvert et au relief peu accusé, comme l'ensemble de la commune de Chièvres où les territoires boisés sont rares et concentrés surtout le long des cours d'eau.
Le site se trouve à une altitude de 45 m. Il repose sur des alluvions modernes comportant des poches d'eau d'origine naturelle et artificielle. Les sols sont globalement très humides à marécageux.
Le site du Courtil Gras comprend un bois humide à son extrémité nord-est, constituée actuellement en réserve naturelle domaniale, et une peupleraie alluviale dans la partie sud, de part et d'autre de la Hunelle.
La réserve est occupée par une aulnaie-frênaie riveraine, un habitat d'intérêt communautaire prioritaire en assez bon état de conservation. Le sous-bois héberge diverses espèces végétales hygrophiles: cirse maraicher (Cirsium oleraceum), laîche paniculée (Carex paniculata), reine des prés (Filipendula ulmaria), houblon (Humulus lupulus), etc.
Les poches d'eau présentes ici et là sont colonisées par des espèces aquatiques comme la véronique mouron d'eau (Veronica anagallis-aquatica), la véronique des ruisseaux (Veronica beccabunga), la renoncule scélérate (Ranunculus sceleratus), le cératophylle (Ceratophyllum demersum), le myriophylle en épis (Myriophyllum spicatum), le nénuphar jaune (Nuphar lutea).
La peupleraie n'a, à ce jour, pas fait l'objet d'inventaires floristiques.
L'intérêt faunistique du site reste à documenter, l'endroit étant encore peu connu des naturalistes.
En dehors de quelques espèces de papillons banales, la présence du sphinx de l'épilobe (Proserpinus proserpina) mérite d'être soulignée. Il s'agit d'un papillon nocturne dont la reproduction est assez rarement observée en Région wallonne et qui se développe aux dépens des épilobes (en particulier Epilobium hirsutum) et des onagres. Cette espèce d'intérêt communautaire est visée par l'annexe IV de la directive «Habitats» regroupant les espèces qui nécessitent une protection stricte.
Les peupleraies s'étendant dans la partie sud du site accueillent une colonie de corbeaux freux (Corvus frugilegus) particulièrement active comportant une quarantaine de nids (en 2016 - obs. P. Anrys).