(-80.000 à -40.000 ans)
(maquette et coupes avec niveaux de loess fossilifères)
A l'abri des vents dominants, un abri, peut-être associé à une grotte, était situé au pied de la corniche aujourd'hui disparue, du fait de l'exploitation des calcaires dévoniens en carrière à ciel ouvert pour la fabrication de la chaux (voir le four sur la maquette). Les couches de loess, sédiment éolien glaciaire typique se superposent, plus ou moins riches en industries et fossiles, intercalées avec des couches plus caillouteuses, probablement dues à des effondrements de la corniche en cours d'érosion.
diagramme pollinique : le climat était de plus en plus sec et froid et les forêts régressaient,
N.B. Les composées liguliflores sont un indice de sécheresse relative et de steppe froide alors que les Graminées abondent surtout en climat humide
principaux outillages
(moustérien principalement),
fossiles d'une faune très variée de climat froid, on retrouve notamment ce cabillot d'os présenté dans une reconstitution sympathique comme servant à fermer un vêtement ou une tente de fourrure.
Une faune froide et diversifiée: rhinocéros laineux, boeuf musqué, renne, loup, castor... sans oublier la chouette harfang et la lagopède des neiges présentés dans les vitrines... Ce sont les innombrables bois de renne qui avaient été trouvés dans la localité depuis fort longtemps qui ont indiqué le site qui a été fouillé par le Docteur Gruet.
restes osseux humains:
une mâchoire (aujourd'hui volée et non
retrouvée mais dont nous conservons la radiographie
et un dessin d'interprétation),
une tête de fémur et un fragment
d'humérus.
Les pièces osseuses sont rapportées plutôt à Homo sapiens sapiens (forme de l'arcade dentaire et finesse des os), alors que l'industrie, de type incontestablement moustérien, tend plutôt à nous faire penser à la présence d'Homo sapiens neanderthalensis. Ce qui faisait proposer au Docteur Gruet, avec humour, l'idée que des sapiens avaient été canibalisés par des néanderthaliens (les os cassé sont fréquemment interprétés comme des preuves du régime alimentaire de certains sapiens qui étaient des "suceurs de moelle").
Le site de Roc-en-Pail a été présenté comme un des premiers sites attestant de la coexistence des deux sous-espèces de sapiens, ce qui reste très rare en Europe.