La grotte Chauvet - Pont d’Arc est située dans la falaise du cirque d’Estre, ancien lit de la rivière Ardèche, qui a écourté son trajet pour couler directement sous le Pont d’Arc (une immense arche naturelle des gorges de l’Ardèche).
Lorsque les humains du Paléolithique y entrent pour peindre, la grotte est formée et déjà majestueuse. Le porche, largement ouvert, se repère de loin dans le paysage. La végétation est celle d’un climat froid. La vire*, résultat de la désintégration d’une couche marneuse plus fragile en condition de gel/dégel successifs, permet un accès aisé à la cavité, que ce soit par le bas (le cirque) ou par le haut (le plateau). Des fouilles et recherches archéologiques ont montré des habitats de chasseurs-cueilleurs dans la vallée de l'Ardèche. La Grotte Chauvet fait partie d’un ensemble significatif concernant les humains de l’Aurignacien* et leur art : en effet, pas moins de vingt-cinq grottes ornées sont localisées à proximité !
L’histoire de la formation de la grotte est longue de 5 millions d’années. L'originalité du relief karstique* résulte de la propriété qu'a le calcaire d'être dissous par l'eau. Le géomorphologue va donc travailler sur le vide et plus précisément sur la forme résultant du vide que l’eau a créé en passant et en dissolvant le calcaire. Les huit étapes clés qui ont conduit à l’état actuel de la grotte sont les suivantes.
① 12 millions d’années
Dans la plaine calcaire, la toute jeune rivière Ardèche forme de grands méandres liés à la faible pente topographique.
② Entre 5,9 et 5,3 millions d’années
La Méditerranée se vide par suite de la fermeture du détroit de Gibraltar et son niveau moyen baisse de 2000 mètres. Cela a pour conséquence le creusement du lit des fleuves et des rivières.
③ Entre 5,6 et 5,3 millions d’années
Les eaux de pluie s’infiltrent dans la roche calcaire via les fissures. Elles rejoignent la rivière au point bas, en formant des drains horizontaux remplis d’eau.
④ 5,5 millions d’années
L’Ardèche s’enfonce peu à peu dans le plateau calcaire. De nouveaux drains se forment, les autres s’assèchent et deviennent des cavités.
⑤ Entre 5,5 et 2,5 millions d’années
Le niveau de la Méditerranée remonte brusquement. La grotte Chauvet se remplit d’eau et de sédiments argileux qui forment une couche imperméable sur les sols et les parois. L’eau dissout alors le calcaire « par le haut ». Les plafonds bosselés apparaissent.
⑥ Après 2,5 millions d’années
Les Alpes se soulèvent et la Méditerranée se déplace vers sa position actuelle. Cela entraîne le creusement très profond des gorges de l’Ardèche et le retrait de l’eau et de l’argile.
⑦ Entre 500 000 et 38 000 ans
La rivière érode la base des gorges, ce qui entraîne l’effondrement des versants au-dessus. La cavité est « rabotée » et un large porche s’ouvre. La grotte Chauvet apparaît dans le paysage.
⑧ Entre 29 000 et 21 500 ans
La falaise s’effondre (en trois fois) et obture le porche d’entrée. La cavité n’est plus accessible aux êtres vivant de grande taille. Son entrée s’efface dans le paysage. La grotte n’existe que par ses relations à l’extérieur. Aujourd’hui encore, ce qu’il se passe dedans est intimement lié à ce qu’il se passe dehors (climat, végétation et pluviométrie).