Les grottes d'Arcy-sur-Cure sont situées dans la commune d'Arcy-sur-Cure, dans le département de l'Yonne, en Bourgogne-Franche-Comté, en France. La plupart sont des sites préhistoriques et certaines sont des grottes ornées d'art pariétal.
C'est l'un des rares gisements archéologiques du Bassin parisien dont les strates multiples couvrent une chronologie très étendue, du Moustérien ancien, . (Paléolithique moyen, plus de avant le présent (AP)) au Néolithique et jusqu'au Moyen Âge. Les richesses en vestiges, tant lithiques, de faune, d'industries osseuses et de restes fossiles, que l'art pariétal, offrent un contexte rare en archéologie et permettent une approche interdisciplinaire et diachronique des recherches..
C'est aussi, par la grotte du Renne notamment, un lieu exceptionnel et le lieu de référence pour étudier l'extinction de Homo neanderthalensis et l'expansion de Homo sapiens. Le site d'Arcy est un lieu essentiel pour l'étude du Paléolithique moyen et supérieur dans le Nord de la France.L'autre ensemble de grottes ornées préhistoriques remarquables dans le nord de la France est celui des grottes de Saulges en Mayenne. Mais en 2021 le seul autre site où l'homme de Néandertal est associé à du Châtelperronien est la Roche à Pierrot à Saint-Césaire (Charente-Maritime)..
Les peintures pariétales, les plus anciennes actuellement connues en France après celles de la grotte ChauvetLa méthode de datation par l'uranium-thorium a permis de dater certaines peintures en Espagne (grotte de La Pasiega, grotte de Maltravieso et grotte d'Ardales) à . Voir ., ont été découvertes en 1990 dans la Grande grotte ; ce sont dans ce pays les plus anciennes peintures pariétales accessibles au public (la grotte Chauvet est fermée au public). Le site a également livré un petit bloc de pigment bleu, unique parmi les sites préhistoriques français..
La majeure partie de la Grande grotte, avec ses peintures pariétales, est ouverte au public. Les archives scientifiques des fouilles archéologiques des grottes d'Arcy-sur-Cure sont déposées au Pôle archives de la Maison des Sciences de l’homme Mondes.
Situation Les grottes sont dans la vallée de la rivière Cure à environ au sud-est de Paris à vol d'oiseau, dans le sud du département de l'Yonne entre Auxerre et Avallon, à au sud d'Arcy-sur-Cure ( par la route) et à moins de au nord du parc naturel régional du Morvan.
Elles s'ouvrent dans la falaise en rive gauche, dans le dernier grand méandre de la rivière à sa sortie du massif du Morvan. Toutes les cavités listées comme monuments historiques sont au début de cette boucle de la rivière, sur le flanc sud du massif corallien que la rivière contourne par le côté Est, et font face au sud (sud-est pour la grotte des Goulettes, première grotte rencontrée en amont). D'autres grottes, qui participent du même ensemble hydrogéologique, se trouvent côté nord du même massif, près du village ; celles-ci ne sont pas inscrites comme monuments historiques Couches « Cartes IGN classiques », « Limites administratives » et « Hydrographie » activées. Vous pouvez bouger la carte (cliquer et maintenir, bouger), zoomer (molette de souris ou échelle de l'écran), moduler la transparence, désactiver ou supprimer les couches (=cartes) avec leurs échelles d'intensité dans l'onglet de "sélection de couches" en haut à droite, et en ajouter depuis l'onglet "Cartes" en haut à gauche. Les distances et surfaces se mesurent avec les outils dans l'onglet "Accéder aux outils cartographiques" (petite clé à molette) sous l'onglet "sélection de couches".. Cette carte montre les emplacements des 14 principales cavités au sud du massif corallien depuis les Goulettes (amont) jusqu'à la grande Grotte (aval) - manquent celles au nord du massif, soit les Nomades, l'Égouttoir, le Moulinot et Barbe Bleue..
La rivière à cet endroit est à environ d'altitude.
Elles sont très proches du site de Saint-Moré qui, en rive droite à en amont, prolonge le site d'Arcy en offrant un grand nombre de cavités s'étageant sur plusieurs niveaux.L'une des grottes de Saint-Moré, appelée la grotte de la Marmotte, a livré des vestiges du Magdalénien lors de fouilles réalisées entre 1850 et 1910. Ces fouilles ayant cependant manqué de la rigueur scientifique moderne, les renseignements que l'on peut en obtenir ne sont pas aussi riches qu'ils pourraient l'être. Ils témoignent malgré tout d'une implantation d'habitat magdalénien dans cette portion de la Cure. Voir entre autres sa situation sur carte et son historique dans . Pour plus de détails sur les vestiges et contenu de la grotte de la Marmotte . Pour l'emplacement des principales grottes locales (Saint-Moré, Arcy), voir ..
Géologie Formation du substrat rocheux Situé entre le massif du Morvan et la bordure sud-est du Bassin parisien., Arcy-sur-Cure fait partie des plateaux de Basse-Bourgogne formés au Jurassique moyen (Dogger) et J. supérieur (Malm)..
Pendant le Jurassique, la mer envahit toute la future France sauf les montagnes. À l'époque du Jurassique supérieur ou Malm., voici d'années, la région est recouverte par des eaux peu profondes dans lesquelles abondent les organismes marins, qui forment au fil du temps un massif corallien atteignant d'épaisseur. dans l'anse ouest de la Cure., correspondant à la première des trois strates du Rauracien. Girard mentionne les grosses chailles blanches à la base de l'Argovien, finement litées en rose et gris et stratifiées sans interruption, visibles à Saint-Moré (donc présentes en sous-sol à Arcy, compte tenu du pendage incliné vers le nord-est). Ces chailles sont surmontées d'un calcaire gris rocailleux très riche en fossiles, puis de « calcaires de transition » entre l'Argovien et le Rauracien. C'est dans ces deux étages que se sont formées la plupart des grottes d'Arcy. Au nord de ce massif corallien, du côté de la haute mer (vers le futur Bassin parisien), de fins sédiments se déposent qui produisent à terme des marnes litées. Le Jurassique finissant voit des sédiments fins oolithiques recouvrir le massif et les marnes..
La carte géologique Couches « Cartes IGN classiques » et « Géologie » activées. montre, le long de la rivière, une très étroite bande bleu moyen terne de Bathonien (« J3 ») : des calcaires oolithiques et marneux. ou gros bancs de calcaire blanc compact oolithique et pisolithique - mais d'autres auteurs donnent J3 pour le Callovien., des « chailles litées et calcaires oolithiques » ; selon Girard, le Bathonien n'apparaît pas au niveau des grottes d'Arcy. Jouxtant le Bathonien, on trouve une très étroite bande d'Oxfordien (« J5 » en bleu sombre), mélange d'argiles et de calcaires dont des oolithes ferrugineuses de l'Oxfordien moyen. Cité dans ..
L'arrière-récif corallien (« J6a-5 » en bleu pâle) inclut du Kimméridgien inférieur (« J6a ») et de l'Oxfordien (« J5 »). Sur le plateau dominant les grottes d'Arcy se trouvent des couches du Kimméridgien inférieur (« J6a » en bleu moyen, marnes à Pholadomya cor), faites essentiellement d'argiles. Fy sont des alluvions anciennes.
Creusement de la vallée
Pendant le Crétacé (époque suivant le Jurassique), la mer se retire vers le Bassin parisien. La Cure naît et commence à couler sur ces roches. Or elle prend naissance dans le Morvan granitique ; et le granite, roche magmatique riche en silice, tend à être acide. Sur tout son parcours dans le Morvan, la Cure se charge donc de cette silice qui lui permet, à sa sortie du Morvan, d'entailler profondément les couches sédimentaires oolithiques tendres mises à découvert par le retrait de la mer. Son cours d'alors est probablement rectiligne au départ. Puis un effondrement tectonique affecte cette zone pendant l'Oligocène (~ d'années), avant la formation des Alpes, avec la création subséquente de nombre de fossés. Cette zone enfoncée est limitée au nord et au sud par des failles de grande taille orientées est-ouest. Le cours de la rivière a vraisemblablement ralenti en conséquence, et elle a pu commencer à méandrer à cette période. Après que les couches tendres soient érodées, elle rencontre les calcaires plus durs, qu'elle creuse moins vite. et dans lesquels elle se retrouve plus ou moins piégée ; les berges concaves gardent leurs pentes abruptes et forment des falaises, alors que les berges convexes sont partiellement comblées d'alluvions et autres matériaux qui donnent à ces rives des pentes douces dans de larges cirques..
Formation des grottes karstiques
La formation des Alpes engendre de nombreuses diaclases et des failles orientées nord-sud, en même temps que les couches de roches subissent un pendage (inclinaison) vers le nord et vers l'aval. Ces cassures permettent à la rivière de s'infiltrer dans les roches et d'y creuser des galeries et grottes grâce à l'action conjuguée de son acidité et de l'érosion.. Les grottes d'Arcy dans leur ensemble forment un réseau de près de de long pour une surface de moins de . Les grottes les plus hautes, qui sont petites et peu nombreuses, sont celles qui ont été creusées en premier. Le creusement se poursuit encore de nos jours dans les grottes se trouvant au niveau actuel du lit rocheux de la rivière ; nombre de galeries de ce niveau sont des galeries « vivantes », c'est-à-dire qu'elles comportent un cours d'eau.
La région des grottes n'est pas marquée par de grandes fractures mais par de petits décrochements de 1 à . Certaines grottes sont creusées à partir de diaclases à peu près verticales, d'autres le sont à partir de points de jonction entre les strates géologiques. Les premières tendent à avoir un porche triangulaire, comme la grotte des Fées ou la grotte du Renne. Les secondes ont une entrée surmontée d'un linteau, comme la Grande grotte ou celle de la Hyène..
Les grottes se trouvent à plusieurs hauteurs sur les flancs de vallée. De petites cavités s'ouvrent à au-dessus du niveau actuel de la Cure, et une seule grotte se trouve à de hauteur. Le plus grand nombre de grottes est entre et au-dessus de la rivière ; du point de vue géologique, cette hauteur correspond à la limite entre l'Argovien et le Rauracien.
Les différents substrats jouent sur la configuration et la structure des grottes. Dans leurs parties nord, les marnes plus dures engendrent des profils tourmentés et les porches qui se trouvent dans cette roche sont restés à peu près intacts (par exemple les grottes des Fées et des Ours). Dans leurs parties sud, les calcaires plus tendres donnent des galeries plutôt régulières et lisses et les porches ont tendance à s'effondrer, avec des éboulements qui les obstruent entièrement. Ainsi des grottes du Bison et du Renne. dont les porches sont situés en limite des faciès coralliens et marneux du Rauracien..
Durant l'Holocène les porches de nombreuses grottes et peut-être de toutes les grottes, ont été scellés par un effondrement important..
Découvertes et histoire moderne des grottes Contrairement à la grotte Chauvet et à celle de Lascaux, découvertes , la Grande grotte d'Arcy et quelques autres du même site sont connues de longue date. Réputées pour leurs spéléothèmes, elles ont été visitées par des personnages célèbres et moins célèbres. Ainsi on note entre autres un graffiti de Joachim de Sermizelle, seigneur d'un village voisin, en 1542 ; ou ceux de soldats allemands de la dernière guerre dans la salle de la Cascade.. Mais les gravures (grotte du Cheval, Grande grotte) et peintures (Grande grotte) n'ont été découvertes que dans la seconde moitié du .
La première mention écrite sur les grottes d'Arcy est celle en 1666 sur la Grande grotte par Jacques de Clugny., ami de Colbert et lieutenant-général de Dijon, envoyé en mission officielle. dans le cadre de la rédaction des « Mémoires des Intendants ».. Ses descriptions partielles de la Grande grotte et de la grotte des Fées sont accompagnées de plans. mais pas de croquis ni de dessins. Plutôt que de lui adjoindre un dessinateur, Colbert l'a fait accompagner par deux marbriers. (ce qui indique une visite à but d'exploitation).