Latérale au bassin intra-vosgien de Saint-Dié, la vallée de la Fave a enregistré une séquence sédimentaire continue depuis plus de 53 ka. Le matériel de la nappe grossière inférieure résulte d'apports torrentiels attribués à un épisode de fonte de névés et de masses de glace accumulés pendant le stade MIS 4 sur les reliefs au sud de la vallée. La nappe alluviale supérieure, à dominante silteuse, indique une sédimentation lente sans épisode torrentiel et l'absence d'accumulation significative de névés ou de glace sur le bassin versant pendant le Dernier Maximum Glaciaire et le Tardiglaciaire. Elle inclut une unité basale stratifiée et discontinue à échardes volcaniques, à matière organique datée à plus de 53 ka et de contenu pollinique à Betula/Pinus suivis d'espèces de steppe froide. L'interstade local est dans la position