Le diagnostic archéologique réalisé par l’INRAP s’étant avéré positif sur une partie du tracé du projet autoroutier, et en particulier au droit du site préhistorique et gaulois de la « Gravière », fouillé en 1967 par le Groupement Archéologique du Mâconnais (Barthèlemy 1985 et 1986), une fouille préventive a été prescrite par les services de l’Etat (Service Régional de l’Archéologie) sur une parcelle d’environ 8000 m². L’opération a été confiée à la société Archeodunum (Chaponnay, Rhône) et s’est déroulée sous la direction de Guillaume MAZA entre le 6 avril et le 8 juin 2009. Les premiers enseignements tiennent aux observations géomorphologiques, qui apportent nombre d’informations de premier ordre sur la constitution de l’île, la restitution de son environnement hydrologique, ou encore la mise en place de sa stratigraphie. Il en va de même concernant le paléochenal se développant à l’ouest de la parcelle, identifié à un chenal de la Petite Grosne. L’essentiel des vestiges mis au jour se rapporte toutefois à des structures en creux datées de la protohistoire ancienne (Age du bronze et Age du fer), implantées pour la plupart au sommet de la butte sédimentaire. Les occupations postérieures sont apparues nettement plus rares (second Âge du fer), de même que les témoins des périodes antique et moderne/contemporaine. On insistera sur la faible densité des vestiges archéologiques, très lâche pour la plupart des secteurs de fouille. Leur distribution montre une concentration dans la partie occidentale du site, en bordure d’un paléochenal actif. On regrette l’absence de structures clairement lisibles pour la plupart des périodes représentées. L’analyse spatiale des vestiges par période chronologique s’en trouve donc grandement limitée. La datation des différentes fréquentations et/ou occupations repose en revanche sur de grandes quantités de mobilier archéologique (céramique, silex, métal notamment) mis au jour en contexte de paléochenal.

Dans un contexte archéologique bien connu pour la Préhistoire, les plus anciens vestiges se rapportent à du mobilier lithique découvert en position secondaire. Les artefacts remontant au Paléolithique moyen apparaissent très roulés, tandis que, sans surprise, les témoins du Paléolithique final sont les plus nombreux. Ils peuvent être mis directement en relation avec le gisement de plein air de Varennes-les-Mâcon, fouillé par J. Combier dans les années soixante, et daté par le radiocarbone de 11850 +/-190 BP (Combier 1969 et 1979 ; Combier et Floss 1994). Les outils en présence trouvent des comparaisons directes avec les pièces étudiées par Harald Floss et plaident en faveur d’une chaine complète de production, du débitage brut à l’obtention d’outillage. La période du Mésolithique est uniquement représentée par une lamelle retouchée de type « Montbani ». Les vestiges datés de la préhistoire récente se résument à deux foyers circulaires à pierre chauffante, associés à un abondant mobilier lithique (haches, meules, silex), et dans une moindre mesure céramique, découvert en position secondaire. Ils renvoient à deux horizons chrono-culturels distincts, se succédant entre le Néolithique moyen I et le Néolithique final.

L’occupation de l’Age du Bronze se rapporte essentiellement à la fin de la période. Deux vases écrasés sur place à l’est de la parcelle, localisés à proximité d’un épandage de cailloutis, témoignent d’une fréquentation au Bronze ancien, qui semble se développer plus à l’est. Il faut attendre le Bronze final pour observer une intensification de l’occupation dans ce secteur. Du mobilier céramique mis au jour dans le chenal identifié à la Petite Grosne à l’ouest a pu être daté du Bronze final I, sans qu’aucune structure ne puisse toutefois lui être associée. Une fosse et une palissade ayant servi de dépotoir domestique au moment de leur abandon ont été attribuées au Bronze final IIIb. Un aménagement de berge constitué de milliers de tessons de céramique a enfin été mis au jour à l’ouest de la parcelle. Les rejets se rapportent à un riche dépotoir domestique, témoignant de nombreuses activités de la vie quotidienne. L’habitat, vraisemblablement localisé à proximité, n’a en revanche pas été identifié. L’abondance du mobilier archéologique a permis de dater l’ensemble de la transition entre l’Age du Bronze et l’Age du Fer.

L’occupation perdure au premier Age du Fer, avec pour le Hallstatt C, un fossé à profil en auge, suivi sur une vingtaine de mètres en bordure du paléochenal, mais isolé de tout autre vestige. La période du Hallstatt C/D1 est mieux représentée, avec notamment trois structures de combustion à pierre chauffée. Plusieurs grandes fosses d’extraction d’argile, ayant dans un second temps servi de dépotoir, ont également été mises en évidence dans le même secteur occidental. Elles livrent de grandes quantités de mobilier archéologique se rapportant une nouvelle fois à une population humaine nombreuse. Plusieurs fosses ou trous de poteaux isolés leurs sont associés. Un aménagement en creux de type « fond de cabane » a également été identifié à l’est. Sa datation repose toutefois sur peu d’éléments.
L’occupation gauloise du second Age du Fer, très attendue dans ce secteur bien connu pour ces découvertes anciennes, apparait comme le parent pauvre des découvertes réalisées sur le site. Le fossé identifié lors du diagnostic, qui constituait le cœur de la prescription archéologique, n’a en particulier pas été retrouvé, malgré un décapage exhaustif de la zone. Quelques structures peuvent toutefois être rattachées à la fin du second siècle avant notre ère, mais montrent de manière évidente que le village gaulois de Varennes-les-Mâcon ne s’étend pas aussi loin au nord. On reconnaît en revanche un petit enclos circulaire dont la fonction n’est pas très claire, une fosse d’extraction d’argile, à mettre peut-être en relation avec la découverte au sud du terrain de deux fours de potier de La Tène finale, et plusieurs fonds de fossés très arasés. Les vestiges les plus récents se rapportent à la période romaine. Ils se résument à un système de fossés définissant peut être un parcellaire. La voie d’Agrippa censée surmonter l’ancien chemin de Belleville n’a en revanche pu être reconnue. Son tracé doit se développer plus à l’est en bordure de l’étang de Varennes.

Pour conclure, force est de constater que les différents processus d’érosion ont profondément remanié le sommet de la butte naturelle. S’il y a lieu de supposer le développement des occupations sur son sommet, il n’en subsiste malheureusement que peu traces, au travers de structures en creux mal conservées et très dispersées, interdisant d’en proposer une lecture fiable du seul point de vue de l’analyse spatiale. L’abondance des mobiliers archéologiques est en revanche à noter. Les périodes représentées viennent en effet combler un vide archéologique persistant pour l’Age du bronze et le premier Age du fer dans ce secteur du mâconnais.