Préface, par Élisabeth Delorme, Claudie Haigneré et Jean-Paul Jacob 
Introduction, par Stéphanie Thiébault et Pascal Depaepe 
I / Origines, migrations, parenté : les outils de la paléogénétique 
1. Les lignées humaines à la lumière de la paléogénétique, par Jean-Jacques Hublin 
Divergence des lignées - La révolution nucléaire - Du séquençage aux gènes - Une hybridation « naturelle » - Une nouvelle lignée humaine - La lente séparation des espèces 
2. Parenté et diversité chez les Néandertaliens, par Carles Lalueza-Fox 
Deux mille restes humains - Combien d’individus ? - Le sexe par l’ADN - Des indices croisés
3. Les tombes gelées de Sibérie orientale, par Éric Crubézy
Les tombes de Iakoutie - Une tombe multiple - Reconstitution des faits - Interprétation et hypothèses - Une interprétation sans étude de laboratoire 
4. Les relations entre les humains et les animaux à la lumière de la génétique, par Eva-Maria Geigl 
La conservation de l’ADN ancien - Le problème de la contamination - Les cibles de la paléogénétique - La domestication des boeufs - La domestication du cheval - Vertus symboliques de la couleur - Les équidés-hybrides de Sumer 
II / Pratiques et modes de vie : l'apport des analèses isotopiques et chimiques 
5. L’élevage au Néolithique : l’éclairage des analyses isotopiques, par Marie Balasse 
Le message isotopique  - Les bovins de Bercy - La durée de la période des naissances des bovins à Bercy - À la conquête des espaces marginaux : les Orcades - Des moutons mangeurs d’algues 
6. La mobilité territoriale des Néandertaliens par l’analyse isotopique du strontium, par Christine Verna 
Du strontium dans l’émail dentaire - Application aux faunes et aux Néandertaliens - Les perspectives : analyse de Néandertaliens mosans 
7. L’impact de l’alimentation végétale dans la préhistoire humaine, par Amanda G. Henry 
Les données ethnographiques - Le régime des Néandertaliens - Les microfossiles végétaux - Analyse de sites 
8. Les matériaux organiques amorphes, témoins de l’exploitation des substances naturelles, par Martine Regert 
Des matériaux aux aspects diversifiés - Les enjeux méthodologiques - La fonction des poteries néolithiques - Les produits de la ruche - Réseaux commerciaux des résines 
9. La caractérisation des traces d’utilisation sur les poteries par la chimie et la tracéologie, par Julien Vieugué 
Reconnaissance et classement des traces d’utilisation - Les résidus minéraux et organiques - Les usures  - Conclusion 
10. La datation radionucléaire pour l’art préhistorique, par Hélène Valladas, Chantal Tribolo, Evelyne Kaltnecker 
Dater une chauffe ou une exposition au soleil anciennes - Des symboles il y a 100 000 ans ? - Carbone 14 et art pariétal - La datation des grottes ornées - Cosquer et Chauvet : des grottes très bien conservées 
III / Techniques, échanges, pollutions : l'éclairage de l'étude des métaux 
11. Les métaux ferreux archéologiques, par Philippe Dillmann, Stéphanie Leroy 
Le travail du fer - La circulation et la provenance des métaux ferreux - La datation des objets ferreux
12. Commerce et techniques métallurgiques : les laitons mosans dans le marché européen au Moyen Âge (XIII^e-XVI^e siècles), par Nicolas Thomas, David Bourgarit, Marie Verbeek, Jean Plumier et Bastian Asmus La métallurgie du cuivre dans le pays mosan - Les fouilles archéologiques - Les productions - Les techniques de mise en forme : la fonderie - Caractérisation des alliages utilisés - La question du laiton et de son élaboration - Standardisation des productions et adaptation au marché - Conclusion 
13. Les apports de la géochimie à la métallurgie du plomb argentifère à la protohistoire et au Moyen Âge, par Sandrine Baron
Les activités métallurgiques du mont Lozère  - Le plomb, un élément traceur - La provenance des minerais - L’histoire métallurgique sur le massif du Mont-Lozère - Héritage métallurgique dans l’environnement actuel 
14. Sonder les métaux archéologiques au synchrotron, par Marie-Angélique Languille, Solenn Réguer, Maria-Filomena Guerra, Stéphanie Leroya et Loïc Bertrand 
Le rayonnement synchrotron - La provenance des métaux - La chaîne opératoire, du minerai à l’objet - À la recherche d’objets métalliques « disparus » - Diagnostics d’altérations des objets métalliques - Des méthodes de conservation-restauration 
15. Les secrets de la statue de Septime Sévère, par Cécile Evers et Emmanuelle Pons 
L’analyse des alliages en laboratoire - Structure interne et remplissage - L’étude des assemblages - Alliages anciens et modernes 
IV / Imagerie et restitutions : révéler et analyser 
16. Caractérisation des sols et des structures archéologiques par la mesure de paramètres magnétiques, par Guillaume Hulin 
Les mesures magnétiques - Des applications variées - Les limites - Perspectives 
17. Les drones en archéologie, par Alain Koehler 
L’utilisation des drones civils - Les relevés en archéologie - Prendre de la hauteur - Des applications diversifiées - Vers une meilleure intégration 
18. Lidar et histoire de l’occupation du sol en Lorraine, par Murielle Georges-Leroy 
Principes généraux de la télédétection par lidar - Un paysage ancien fossilisé dans le massif forestier
de Haye - Un exemple d’utilisation du lidar en archéologie préventive : le cas de la LGV Est - De nouvelles perspectives pour l’histoire de l’occupation du sol
19. Les ateliers d’extraction du sel en Moselle : l’apport de la géophysique, par Laurent Olivier
Le projet Briquetage de la Seille - Les prospections géophysiques et la topographie des ateliers de briquetage - L’évolution des secteurs de production dans le temps et dans l’espace - Des approches complémentaires 
20. Un amputé néolithique révélé par la microtomographie et la reconstruction 3D, par Anaïck Samzun et Cécile Buquet-Marcon 
La sépulture- L’analyse anthropologique du squelette - De l’observation anatomique à la reconstruction 3D - Comparaisons 
21. La reconstitution de la colonne des danseuses de Delphes, par Guillaume Thibault et Jean-Luc Martinez 
La reconstitution virtuelle - Maillage et ombrage.