Le site d'Orgnac 3 en Ardèche a livré une longue séquence stratigraphique dont les couches archéologiques permettent d'étudier l'évolution des comportements techniques et de subsistance de groupes humains anté-néandertaliens lors d’un cycle interglaciaire-glaciaire du Pléistocène moyen moyen. Différentes méthodes de datation ont été appliquées sur ce gisement à divers types de matériaux géologiques, notamment des spéléothèmes et des minéraux témoins de l’activité volcanique régionale. Dans ce travail sont présentés les résultats obtenus sur des matériaux issus de cette séquence et témoignant de l’activité anthropique, silex chauffés et dents d’herbivore, en utilisant des méthodes de datation paléodosimétriques, respectivement la thermoluminescence (TL) et la résonance de spin électronique combinée aux séries de l’uranium (ESR/U-Th). Les résultats obtenus, compris entre 238 ± 22 ka (couche 1, au sommet de la séquence) et 345 ± 28 ka (couche 7, dans la partie inférieure de celle-ci) et les données paléo-environnementales dérivées des études bio-archéologiques confirment l’attribution de la séquence et des niveaux archéologiques qu’elle contient aux stades isotopiques marins (MIS) 10 à 8, les niveaux archéologiques ayant livré des restes humains (5a, 5b et 6) étant daté de la fin du MIS 9 il y 270-280 ka.