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De l'archéologie de sauvetage aux fouilles programmées
Les fouilles de Pincevent et d’Étiolles, commencées respectivement en 1964 et 1972, ont livré plusieurs niveaux d’habitats magdaléniens, fréquentés par des chasseurs de rennes. Ces deux sites sont évoqués dans le musée par de grands moulages de sol. Celui de Pincevent est complété par un audiovisuel.
Depuis mai 2011, le musée présente la pierre gravée d’Étiolles, objet d’art paléolithique exceptionnel en Île-de-France.
Une campagne d’étude et de restauration des monuments mégalithiques (menhirs et tombes monumentales) d’Île-de-France a été menée de 1969 à 1977 par la Direction des antiquités préhistoriques d’Île-de-France.
Une grande partie du riche mobilier funéraire, retrouvé dans les sépultures collectives de ces tombes néolithiques, a été déposée au musée.
L’essor de l’archéologie en Bassée, secteur situé en amont du confluent Seine-Yonne, est lié à l’ouverture de carrières d’extraction de sable et graviers à partir des années 1960. Plus de 500 sites archéologiques de toutes périodes y ont été répertoriés. Habitats, enceintes, et cimetières protohistoriques ont livré de très nombreux vestiges intégrés dans le parcours du musée.