La grotte ornée des Fraux (Saint-Martin-de-Fressengeas, Dordogne) est un vaste réseau de galeries au sein desquelles ont été mis au jour de nombreux aménagements domestiques, des dépôts de mobilier ainsi que des manifestations pariétales, tous datés de l’âge du Bronze. L’étude du site est réalisée dans le cadre d’un Site d’Etude en Ecologie Globale (SEEG) de l’Institut Ecologie et Environnement du CNRS. Dans cet observatoire sont testées, de manière interdisciplinaire, de nouvelles méthodes d’acquisition de données. Dans ce cadre, un partenariat mis en place depuis 2008 entre archéologues, géophysiciens et topographes a permis de conduire la numérisation 3D de la volumétrie totale du réseau souterrain, l’acquisition en haute définition des panneaux ornés et du mobilier, ainsi que le développement d’un protocole de prospection magnétique adapté au milieu souterrain. L’objet de l’article est de présenter les instruments et les méthodes topographiques mis en œuvre pour la numérisation 3D du site et les résultats de la documentation détaillée adaptée aux besoins des partenaires de l’équipe de recherche.