Mottereau se situe au sud-ouest de l'Eure et Loir, à proximité de Brou, entre Chartres et Châteaudun. Cette commune s'étend sur 879 ha et a une densité de population de 16 habitants au km2.
Elle est traversée par la RD126, la RD137 et la RD128 reliant Meréglise à Vieuvicq. Dampierre-sous-Brou à Mézières-au-Perche et Brou à Montigny-le-chartif. A l'est, se trouve la ligne ferroviaire Chartres-Courtalain. L'autoroute A11, bien qu'à l'extérieur de la commune, longe le nord-ouest du bois de Mottereau.
Chartres et Châteaudun, localisés respectivement à une quarantaine et à une trentaine de kilomètres de Mottereau, sont des pôles d'attraction. Les communes limitrophes sont Montigny-le-Chartif, Vieuvica. Yèvres, Brou, Dampierre-sousBrou et Frazė.
Mottereau appartient à la Communauté de communes du Perche-Gouet depuis sa création en 2005. Elle fait partie du canton de Brou dont la densité de population est de 38 habitants au km²
Topographie et hydrographie
L'altitude de Mottereau varie de 155 à 185 mètres. Plusieurs talwegs entaillent le territoire communal. Il s'agit pour la plupart de fossés alimentés par les sources et la Foussarde. La Fausse rivière a été crée pour alimenter le moulin du château. La nappe phréatique est proche de la surface.
Plusieurs mares sont recensées aux lieux-dits le Pavillon, les Aulnaies, la Garanchère, ainsi qu'à l'Etang et au Château. La rivière de la Foussarde et son bras aménagé la Fausse rivière, traversent Mottereau depuis la vallée Couée au Nord jusqu'aux Graviers à l'est. Les faibles débordements de La Foussarde ne concernent pas la partie urbanisée du bourg. Toutefois, l'eau atteint parfois le pied de bâtiments agricoles rue de Méréglise et débordent parfois dans les jardins et prairies de la Chevillère.
Notons toutefois qu'au Petit Chesnay (la Puce), localisé au fond de la vallée de la Roche, la bâtisse est sujette aux inondations depuis la construction de l'Autoroute. Les systèmes de récupération des eaux ont modifié les écoulements de flux et les buses sont sousdimensionnées.
Plusieurs zones boisées sont localisées sur le territoire. Il s'agit entre autre du Bois de Mottereau, localisé à l'ouest du territoire sur la partie la plus élevée de la commune et des bosquets proches du bourg ou des hameaux. Certains sont localisés à proximité des cours d'eau, il s'agit alors de ripisylve.
Climat
Le climat est à tendance océanique dégradée. La moyenne des températures à Chartres atteint 10,8°C Elle s'élève progressivement jusqu'au maximum observé en Juillet et Août, avec 19"Cà Chartres et 25°C à Châteaudun, plus ensoleillé. Les précipitations annuelles atteignent 588 mm à Chartres, 614 mm à Châteaudun. Les mois de Février à Avril sont les plus secs et les pics de précipitation s'observent de octobre à décembre.
La durée d'ensoleillement est de 1 700 heures par an et les jours de brouillard et de gel sont respectivement de 50 et 60 par an, on compte de 10 à 12 jours par an d'enneigement. La rose des vents sur Chartres indique une prédominance des courants sud-ouest avec des vents de secteur nord-est également assez importants. Les masses d'air continentales sont assez rares.
L'intensité et la fréquence des vents en Beauce ont permis l'implantation récente d'éoliennes (après celle des moulins à vent répartis sur toute la Beauce) dans toute la région.
Géologie et pédologie
Les sols sont de type limoneux sur la totalité de la commune. En fond de vallée, se trouvent des sols limono-sableux. L'hydromorphie est marquée dans l'horizon de culture.
De façon générale, la battance est très élevée, les terres sont froides, l'engorgement est superficiel en hiver et au printemps, les terres sont séchantes en été malgré d'importantes réserves utiles. Ils sont chimiquement pauvres et demandent des fumures d'entretien répétées. Des problèmes sont aussi liés au fort lessivage.
Les caractéristiques pédologiques expliquent l'importance du drainage enterré, qui représente 85% de la Surface Agricole Utilisée.
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