Durant le Cénozoïque, une transition majeure d’un climat chaud et humide vers un climat plus froid avec des calottes glaciaires bien développées, est observée. Cette transition est documentée dans les registres fossiles marin et continental. En raison de la nature plus fragmentaire de ce dernier, les conditions climatiques continentales sont comparativement moins bien connues. Parmi les restes de plantes conservées dans les sédiments, les feuilles sont particulièrement abondantes et peuvent être utilisées comme proxy climatique terrestre. Dans cette étude, plusieurs collections historiques de France et de Belgique ont été réétudiées. La méthode Climate Leaf Analysis Multivariate Program a été appliquée, afin de documenter le climat régional du Paléocène moyen au Miocène moyen en Europe occidentale. Notre analyse suggère des conditions climatiques relativement fraîches pendant le Paléocène moyen, suivies d’une augmentation graduelle de la MAT et de la saisonnalité des précipitations au cours du Paléocène supérieur, une saisonnalité accrue plutôt qu’une baisse de la MAT à la transition Eocène-Oligocène, une augmentation des températures au cours de l’Oligocène et un climat tempéré chaud semblable au reste de l’Europe durant le Miocène moyen. Dans l’ensemble, ces résultats sont cohérents avec les tendances globales observées au cours du Cénozoïque dans le registre marin. Cette étude fournit de nouvelles estimations quantitatives du climat pour plusieurs périodes-clés du Cénozoïque en Europe occidentale. La cohérence de nos résultats avec les études précédentes, basées sur de multiples approches, est en faveur de l’utilisation des collections historiques pour reconstruire les climats anciens, à condition de disposer d’un large échantillonnage.