Le programme défini en 2012 par la direction de la section Archéologie de l’OPAN et qui consiste à ré-investir les Vallées et les Montagnes du Pays de Neuchâtel (Suisse) a offert l’occasion d’actualiser les connaissances scientifiques sur les deux gisements du canton à avoir livré des occupations humaines rapportables au Paléolithique moyen : les grottes de Cotencher (Rochefort) et des Plaints (Couvet). Explorés dès la fin du XIXe siècle puis fouillés de manière méthodique au cours du XXe siècle, ces deux sites ont fait, par le passé, l’objet d’études ayant permis de poser un cadre d’hypothèses interprétatives quant à l’histoire de leur remplissage sédimentaire. Pour ces cavités, le récent retour au terrain a eu pour objectif de questionner à nouveau frais la nature et les modalités de mise en place des différents dépôts ainsi que le degré d’homogénéité des assemblages archéologiques qu’ils contiennent, tout en établissant la chronologie absolue des deux séquences. Dans ces contextes si spécifiques où la variété et l’impact des processus et phénomènes naturels déterminent fortement la conservation (ou pas) des traces d’activité humaines – d’autant plus lorsque ces dernières sont très anciennes – il a été décidé de promouvoir l’approche géoarchéologique comme pratique structurante des opérations de fouilles et d’étude archéologiques. Intégrée dès la formulation des problématiques archéologiques (établissement d’un cadre chronologique et paléoenvironnemental pour chacune des séquences sédimentaires et archéologiques, définition des relations entre les vestiges des occupations humaines paléolithiques et les restes fauniques, etc.), elle guide le démontage contrôlé des sédiments avant même le premier coup de truelle, l’enregistrement des données de terrain ainsi que le choix des échantillons à prélever pour les analyses sédimentologiques, micromorphologiques, palynologiques et à des fins de datation (utilisation des méthodes de l’IRSL et de l’U/Th, notamment). Cette communication présentera en quoi la structure méthodologique qui préside aux investigations de terrain et aux études en laboratoire renouvellent nécessairement nos connaissances sur les archéoséquences de Cotencher et des Plaints.