Les investigations archéologiques se sont déroulées à Payerne-Rue Derrière-la-Tour, dans la parcelle no 231. Cette zone, qui mesure 1900 m² , fait partie de la région archéologique no 314/301 englobant le bourg médiéval. Cette opération fait suite au projet de construction de logements protégés et d’un parking souterrain par la Fondation des Logements Protégés de la Broye. 

Elles ont révélé trois phases d’occupations qui datent des périodes médiévale, moderne et contemporaine.

Pour la période médiévale, un ensemble urbanistique inédit a été mis au jour. Il comporte un tronçon du troisième rempart, daté approximativement de la fin du 13^e siècle, un fossé défensif qui lui est associé et, intra muros, les vestiges de deux bâtiments partiellement conservés, probablement contemporains de l’enceinte.

Le rempart traverse toute la parcelle d’est en ouest sur une longueur de 38 m. Sa largeur totalise 2 m au niveau des fondations et diminue progressivement jusqu’à 1.70 m à la dernière assise d’élévation conservée. Son état de conservation est inégal. Il est préservé sur onze assises, représentant une hauteur de 4.60 m, sur un tronçon de 18 m dans la partie occidentale. Dans la partie centrale, le nombre d’assises conservées se monte à quatre, mais diminue jusqu’à une seule dans la partie orientale où l’enceinte a été détruite entre 1834 et 1864 pour faire place à des granges, à des réduits et à des étables. Cette construction en grand appareil est constituée de blocs de molasse marine. Sur les parements, leur longueur varie entre 30 à 110 cm pour une hauteur de 45 cm, sauf pour les trois dernières assises où elle mesure 30 cm. Leur largeur est comprise entre 30 et 70 cm. Pour le blocage, des blocs cassés et des déchets de taille ont été utilisés principalement.A certains endroits l’élévation du parement côté extra-muros est verticale et celle du côté intra-muros présente un léger fruit. A d’autres, la muraille penche de 10 degrés en direction du nord. 

Le fossé défensif, d’une largeur de 15 m pour une profondeur minimale de 2 m, a été mis en évidence. Le fond atteignant la nappe phréatique, il était inondé, ce qui renforçait son rôle dissuasif. Contrairement au tronçon mis au jour à Payerne-les-Platanes, aucun mur de braie n’a été découvert dans cette parcelle. Une planche récupérée au-dessus des strates de sédimentation du fossé atteste son utilisation jusqu’à la fin du 16e s. au plus tard. L’analyse palynologique d’un échantillon provenant de son comblement a révélé en outre un paysage relativement ouvert à proximité, durant son fonctionnement. L’environnement était constitué pour l’essentiel de vastes prairies, probablement destinées à l’activité pastorale, ainsi qu’une voie de circulation. L’activité agricole se manifeste particulièrement à travers une arboriculture diversifiée (noyer, fruitiers) et la céréaliculture. Le couvert arboré est uniquement constitué de quelques bosquets à l’échelle locale, de haies parcellaires, qui délimitent les aires destinées à la pâture du bétail, de champs de céréales et de plantations fruitières. Cette recherche a également révélé la présence de parasites provenant des déjections humaines ou de lisier animal. 

L’attribution chronologique des deux bâtiments n’est pas établie avec exactitude. Ne figurant sur aucun plan cadastral, nous privilégions une occupation antérieure à 1697, date du plus ancien document où figurent des jardins à leur emplacement. La fonction de ces constructions, en raison de leur arasement jusqu’au niveau des fondations et de l’absence de mobilier, reste pour l’heure indéterminée.

La période moderne est représentée par une amenée d’eau en bois, implantée au sommet des couches du comblement du fossé médiéval. Elle est datée par la dendrochronologie de 1741 au plus tôt. Elle a certainement fonctionné jusqu’au 19e siècle dans la mesure où la datation de l’abattage des bois utilisés pour sa réfection est fixée à 1814. D’après le mobilier qu’elle recèle (semelle en cuir, bouteille, verre, clous industriels), sa durée de fonctionnement devrait même se prolonger jusqu’au début du 20^e siècle. 

Durant la période contemporaine, un passage voûté a été effectué au plus tôt en 1834, date à laquelle la commune vend le rempart et le met à disposition des propriétaires riverains. Il a été condamné avant 1864, période durant laquelle une première bâtisse a été érigée extra-muros, contre celui-ci. De nombreux stigmates liés à cette construction, ainsi qu’aux suivantes jusqu’à la villa Cherpillod bâtie en 1954 (porte, fenêtre, dalle, trous de boulins, crépis) ont été mis en évidence dans son parement.

Un puits, daté par dendrochronologie de 1851 au plus tôt, a également été mis au jour. Il a fonctionné jusqu’au milieu du 20e siècle, d’après le mobilier récolté au fond de celui-ci. Ces structures fournissent une image du développement de l’urbanisme hors les murs après 1834. Les fondations d’un petit bâtiment en molasse, construit vers la fin du 19^e siècle et détruit vers le milieu du 20^e siècle, ont également été dégagées.

Dans le cadre du projet immobilier à l’origine de cette fouille archéologique, seul un tronçon du rempart de 14 m a pu être intégré dans la façade du nouveau bâtiment, moyennant quelques ouvertures supplémentaires.