Le remplissage Pléistocène moyen et supérieur de l'abri-grotte de la Baume-Bonne présente des transformations post-dépositionnelles profondes tant sur le plan minéralogique (néoformations) que sur le plan microstructural. Ces transformations sont variables et inégales d'une zone à l'autre et ont abouti à une perte généralisée des caractéristiques sédimentaires originelles. De ce fait, la morphologie et les faciès sédimentaires actuels sont complexes, ce qui crée d'énormes difficultés de raccords d'une zone à l'autre. A partir d'une étude minéralogique et micromorphologique, ce travail s'est intéressé à la caractérisation et au rôle de chacune de ces transformations dans l'évolution du remplissage. Sur cette base, une interprétation paléoenvironnementale et paléoclimatique des différents traits observés et un historique du remplissage et de son évolution sont proposés. L'accent est mis sur le rôle des néoformations minérales dans la perte des traits originels. Ainsi, la mise en place de la paragenèse phosphatée s'est faite aux dépens du matériel préexistant quelle que soit sa nature minéralogique (carbonatée ou silicatée ). Les mécanismes de mise en place n'ont pas de signification paléoclimatique certaine, mais possèdent une valeur paléoenvironnementale à l'échelle de la grotte. Le rôle des apports anthropiques et faunique en matières organiques et en restes osseux dans la phosphatation a été prépondérant. De même, les calcitisations secondaires se font aux dépens du matériel préexistant et n'ont qu'une signification paléoenvironnementale. Par contre, leur évolution vers des croûtes indiquerait un réchauffement du climat. L'accent est également mis sur le rôle des alternances de phases de gel et de dégel dans les restructurations et les réorganisations sédimentaires. Ces alternances provoquent la restructuration du sédiment en agrégats lamellaires ou arrondis qui sont souvent associés à des coiffes grossières et à des plages de lavages. Elles sont également responsables de la fragmentation et de la dispersion des constituants élémentaires. Ce facteur de gel-dégel est accentué par la configuration très irrégulière du substratum. L'ensemble de cette étude et les données antérieures montrent que la mise en place et l'évolution du remplissage seraient sous contrôle de facteurs morphologiques (configuration irrégulière du substratum, emplacement des dépôts vis-à-vis de l'extérieur et des parois calcaires), climatiques (principalement l'alternance de phases de gel et de dégel) et biologiques (fréquentation et apports anthropiques et fauniques). Leurs interactions variables, à la fois dans l'espace et dans le temps, donc complexes, seraient à l'origine de la complexité du remplissage de la Baume-Bonne.