La Paléogénétique a pour but l’analyse de l’ADN de pièces archéologiques, et le renouveau de cette discipline tend à intégrer une dimension génomique par le séquençage massif des spécimens les mieux préservés. Les grottes, dont la température reste fraîche et constante, permettent la conservation de l’ADN. Nous avons analysé des échantillons du Pléistocène conservés dans des grottes, dont un site archéologique majeur, la Grotte Chauvet. L’étude a porté sur deux espèces, l’ours des cavernes, Ursus spelaeus et l’hyène des cavernes, Crocuta crocuta spelaea. À partir d’un échantillon particulièrement bien conservé de la Grotte Chauvet, nous avons séquencé le génome mitochondrial de l’ours des cavernes et établi la phylogénie de cette espèce éteinte. Nous avons montré que l’ours des cavernes est une espèce proche des ours bruns et polaires dont elle s’est séparée il y a 1,6 million d’années. Nous avons ensuite analysé la région de contrôle mitochondrial de plusieurs spécimens des Grottes Chauvet et des Deux-Ouvertures datés de 28 000 à 32 000 ans. La forte homogénéité génétique de cette population ardéchoise pourrait être corrélée à la disparition régionale de l’espèce. Enfin, nous avons réalisé l’analyse génomique de coprolithes d’hyènedes cavernes. Nous avons mis en évidence des quantités importantes d’ADN nucléaire et mitochondrial dans les coprolithes et reconstitué le premier génome mitochondrial complet d’hyène des cavernes. La présence d’ADN de cerf élaphe, Cervus elaphus, nous permet de décrire une relation proie-prédateur du Pléistocène.