Laang Spean est la plus grande grotte préhistorique du nord-ouest du Cambodge, située au sud-ouest de la province de Battambang à environ 330 km de Phnom Penh. Nichée au sommet de la colline calcaire de Phnom Teak Trang, cette grotte a été découverte et fouillée dans les années 1960 par Cécile et Roland Mourer puis reprise en 2009 par la Mission préhistorique franco-cambodgienne (MNHN, Paris et le Ministère de la Culture du Cambodge). Les découvertes obtenues entre 2009 et 2015 constituent le matériel d’étude de cette thèse et ont permis d’enrichir la séquence archéologique connue sur une puissance stratigraphique de 5 mètres de profondeur. Les horizons culturels comprennent des artefacts lithiques (galets et silex), de la poterie, des os d'animaux et des sépultures humaines. Le résultat principal repose sur la mise en évidence de trois couches distinctes d'occupation comprise entre 71000 BP à 3000 BP : Néolithique, Hoabinhien, pré-hoabinhien. Un nouveau cadre chrono-culturel a été obtenu en croisant des méthodes modernes de datation (14C-AMS, OSL, U-Th et fraction minérale). Nous avons pu ainsi discuter de l'occupation Hoabinhienne (derniers chasseurs-cueilleurs du Sud-Est asiatique) et la replacer à la transition pléistocène-holocène. Antérieur au niveau Hoabinhien (11 à 71ka), une autre occupation de chasseurs-cueilleurs a été enregistrée avec des restes de faune et des éclats de silex, qui conduit à nous interroger sur la succession des activités humaines préhistoriques avant l’Holocène dans cette région calcaire du nord- ouest du Cambodge. Les résultats chronologiques et archéo-stratigraphiques nous permettent à présent de mieux comprendre la position du techno-complexe Hoabinhien dans son cadre culturel, environnemental et spatial à des fins de comparaisons futures avec d’autres sites de chasseurs-cueilleurs d’Asie du Sud-Est continentale. Enfin, l’étude du site de Laang Spean met en parallèle deux modèle inédits d’occupation ancienne et d’exploitation du territoire : un campement pour les chasseurs Hoabinhiens et une nécropole pour les gens du Néolithique. / Laang Spean is the biggest prehistoric cave situated near the top of the limestone mountain known as Phnom Teak Treang, southwest of Battambang province, northwest of Cambodia, and approximately 330 km from Phnom Penh. The cave was discovered and initially excavated by Cécile and Roland Mourer in the 1960s. Since 2009, the site has been re-excavated by the Franco-Cambodian Prehistoric Mission (MNHN-Ministry of Culture and Fine Arts, Cambodia). The abundant archaeological remains collected between 2009 and 2015 represent the database of this Ph.D. and have now been complemented the archaeological occupations on 5 meters of a long sequence. The cultural layers included lithic artefacts (pebbles and flint), pottery, animal bones, and human burials. The new results from seven years of excavation campaigns reveal three main occupation layers ranging from 71 000 BP to 3000 BP: Neolithic, Hoabinhian, and Pre- Hoabinhian levels. A new chronological framework was obtained using modern complementary methods (14C, OSL, U-Th dating and mineral fraction). We were able to discuss the Hoabinhian occupation (last hunter-gatherers of Southeast Asia) and replace the Pleistocene - Holocene transition. Previous Hoabinhian level (11 to 71ka), another hunter-gatherers occupation was registered with animal remains and flint flakes, which lead to question about the succession of prehistoric human activities before the Holocene in this limestone region of Northwestern Cambodia. The chronological and archaeo-stratigraphic results allow us now to better understanding the position of the Hoabinhian techno-complex in its cultural, environmental and spatial framework for the purpose of future comparisons with other hunter-gatherer sites in Mainland Southeast Asia. Finally, the Laang Spean study case shows an association of two kinds of occupation and territory exploitation: a living camp for Hoabinhian hunters and a burial site during the Neolithic period.