Deux tranchées d’une longueur cumulée de 250 m ont été effectuées sous surveillance archéologique, à la rue du Temple (120 m) et à la Place de la Concorde (130 m), dans le cœur historique de Payerne. Leurs tracés bordent la colline de l’Abbatiale à l’est et les anciens jardins du prieuré au sud. À la Place de la Concorde, la stratigraphie permet d’identifier quatre phases chronologiques. 

La première est matérialisée par quatre trous de poteau et un foyer. Ils sont implantés dans une couche de sédiments sombres provisoirement interprétés comme des terres noires et attribués au Moyen Age au sens large. 

La deuxième est marquée par quatre fondations de murs en molasse, dont trois appartiennent à la cave d’un bâtiment aligné sur l’actuelle rue du Temple, probablement pas antérieur au 14^e siècle. 

La troisième phase correspond à trois fondations en galets dont le tracé correspond à des murs des jardins du prieuré, visibles sur le plan de 1697.

Enfin, la dernière phase est constituée de structures «flottantes», sans doute très récentes, qui s’insèrent directement à la base des remblais contemporains. Dans la rue du Temple, cinq phases chronologiques ont été mises en évidence, toujours sur la base des relations stratigraphiques. 

La première est marquée par une voie pavée de galets menant à l’actuelle Place du Marché. Elle s’insère au sommet d’une couche de terres noires très organiques, qui contiennent de nombreux restes de faune et des fragments de cuir. 

La deuxième phase voit la mise en place d’épais remblais liés à l’aménagement d’une nouvelle voie sur le flanc oriental de la colline. 

Un niveau de sol observé dans le tronçon sud de la rue Temple est en revanche attribué à la phase suivante. Il est en lien avec une couche fortement rubéfiée recouverte de nombreuses scories suggérant la présence d’une forge. 

La phase 4 se caractérise par des structures «flottantes» en l’absence de raccord stratigraphique et d’éléments de datations. 

Dans la partie nord du tronçon, deux conduites en bois et quatre canalisations en pierre ont été mises en évidence. Trois de ces dernières, secondaires, se jettent dans le collecteur principal dirigé vers la Grand-Rue (phase 4). Dans la partie sud, les fondations d’un mur en molasse pourraient correspondre à une ancienne façade qui bordait cet axe à l’ouest. Il est axé sur le mur, également en molasse, situé à l’extrémité orientale de la tranchée de la Place de la Concorde. Ce dernier est également situé dans le prolongement des façades actuelles. 

Enfin, la phase 5 correspond aux anciens pavés de la rue du Temple qui ont été mis en évidence sur la plus grande partie de la zone investiguée, souvent simplement recouverts par l’enrobé actuel.

L’étude du mobilier, des analyses micromorphologiques, des datations radiocarbones permettraient de préciser la nature et la durée de ces occupations (de nombreux prélèvements ont été effectués à cet effet). Sans oublier que des recherches poussées dans les sources historiques permettrait également de préciser ces premières données de terrain.