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Le nom « Maelbeek » vient des mots néerlandais « maal » ('malen' = moudre) et « beek » (ruisseau). L'étymologie de Molenbeek est la même que pour le Maelbeek : « ruisseau du moulin ».
Le Maelbeek prend sa source au sud de Bruxelles sur le territoire des communes actuelles d'Ixelles et d'Etterbeek, puis traverse Saint-Josse-ten-Noode. Son confluent avec la Senne est situé à Schaerbeek. Depuis sa source à l’abbaye de la Cambre, il coulait à ciel ouvert parmi les prairies et traversait cinquante-huit étangs, notamment ceux d'Ixelles. De nombreux moulins et ateliers s’étaient établis sur ses rives.
Le bassin du Maelbeek est caractérisé par des pentes très fortes qui provoquent des crues brutales. Après la création de certains quartiers, le ruisseau, devenu torrentiel lors d’orages, provoquait des inondations et compromettait la salubrité publique. Le ruisseau fut voûté en 1872 et enfermé dans un pertuis. Bien qu'à peu près entièrement souterrain de nos jours, ce ruisseau ne se laisse pas oublier, non seulement par la station de métro qui lui doit son nom, mais aussi car la pente de ses berges indique à l'évidence que les rues qui suivent son cours (rue Gray, place Saint-Josse, rue des Coteaux, etc.) sont établies au fond d'une vallée.
De nos jours subsistent six étangs, ceux de l'abbaye de La Cambre, d'Ixelles (au nombre de deux), du parc Léopold, du square Marie-Louise et du parc Josaphat. La rue de l'Étang, à Etterbeek, rappelle un septième étang aujourd'hui asséché, que contournait en son temps la chaussée de Wavre.
Quatre ouvrages d'art majeurs enjambent le Maelbeek et sa vallée :
Le pont Gray-Couronne permet à l'avenue de la Couronne de franchir la rue Gray, sous laquelle coule le Maelbeek.
Un étroit tunnel en briques sous le remblai de la ligne du Luxembourg permet d'y faire passer la rue Gray.
En région flamande, il existe nombre de ruisseaux dénommés Maalbeek. Dans les environs de Bruxelles, il en existe un autre à Grimbergen et la Kleine Maalbeek (Petit Maalbeek) coule à Kraainem.
En plus du Molenbeek traversant les communes de Ganshoren, Jette et Bruxelles-Ville, deux autres coulent à Beersel et Laeken.
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