1Le site médiéval de la Châtelaine se trouve sur le bord SE de la reculée des Planches-près-Arbois qui constitue la limite occidentale de la commune. Au cours de l’été 2013, cinq sondages, représentant une superficie totale de 49,50 m², ont été réalisés. Le sondage 1 afin de préciser l’accès à la tour édifiée au bord de la falaise et qui servait de clocher ; le sondage 2 pour vérifier l’emplacement supposé de l’église, devenue paroissiale au xvi^e s. et qui fut détruite en 1638 au cours de la Guerre de dix ans ; le sondage 3 dans le but d’observer la cave voûtée de la tour qu’un compte de châtellenie dénomme en 1353 « grande tour »  ; les sondages 4 et 5 afin de s’assurer de la présence de bâtiments civils dans la bordure sud d’une rue provenant de la grande tour porche et donnant accès au bourg castral.

2À l’exception du sondage 3, tous les sondages, dont les profondeurs ne devaient excéder les 0,40 m, ont livré du mobilier céramique de l’Antiquité tardive et du haut Moyen Âge : l’étude de Sylviane Humbert (Inrap) montre que la première occupation du site, et vraisemblablement sa première fortification, débute au v^e s. La céramique, régulièrement découverte en position secondaire, tout comme la monnaie frappée en l’honneur de Claude II après 270 apr. J.-C. dégagée sur un niveau de circulation du bas Moyen Âge, prouve une continuité de la fréquentation du site jusqu’au vii^e s. Tous ces tessons s’accompagnent de restes de couverture : imbrex et tegulae. Il est à noter que la documentation textuelle, tant médiévale que moderne, ne mentionne, sur les toits, que des lauzes ou des tavaillons (la lauze étant réservée, selon ces textes, aux éléments de défense, les deux corps de logis connus étant recouverts de tavaillons).

3L’étude du mobilier médiéval est en cours d’étude mais semble couvrir une période chronologique allant des prémices du Moyen Âge central à la fin du bas Moyen Âge. Il convient de noter dans ce lot la présence de fragments de trompe d’appel, glaçurés ou non, trouvés soit à proximité d’ouvrages de défense, soit dans le sous-sol de la grande tour A. Le mobilier métallique, bien que peu abondant, répond aux besoins du transport (ferrure), de l’armement (carreau d’arbalète), de l’habillement (banquelets, paillettes…), de la construction (clous divers).

4À la place de l’église attendue, un vaste espace de circulation (sondage nord et central) a été mis au jour, comme le prouve la découverte de la dalle karstique dont la surface est apparue fortement érodée et patinée. Si les sondages 4 et 5 ont révélé des zones de jardins marqués par des rejets de toute nature (faune, céramique, métal), l’extrémité sud du sondage 2, implanté dans le bâtiment 24, a montré la présence d’un dallage calcaire grossier qui scellait un niveau de l’antiquité tardive exempt de toute pollution médiévale. Le mur gouttereau nord de cet habitat a connu plusieurs états comme le montre l’obstruction d’une porte s’ouvrant sur l’espace de circulation mentionné ci-dessus.

5Le sondage 3, mené dans la tour A, nous renseigne sur les différents états du chantier médiéval. Il a été mené jusqu’à 1,50 m sous le niveau de circulation actuel. Le mobilier céramique est rare mais chronologiquement homogène. Il confirme la datation antérieure de l’édifice qui la plaçait au xiii^e s.

6Pour construire cette tour, les maçons du xiii^e s. ont vraisemblablement ancré les fondations sur le rocher, niveau qui n’a pas été atteint par le sondage. Au-dessus, les quatre murs, régulièrement chaînés, ont été montés. Des pierres de taille, en grand appareil, ont été mises en œuvre pour les parements, tant intérieurs qu’extérieurs. L’espace libre à l’intérieur, a été comblé par des remblais au fur à mesure de l’élévation des murs. Le chantier de la tour a connu un arrêt important, comme le prouve, à l’intérieur de la tour, une bande de mortier débordant sur plus de 0,20 m de large pour une épaisseur de maximale de 16 cm. Cette « croûte » qui scelle les remblais correspond à un niveau de travail, ou plutôt de reprise du travail. Cette couche de mortier a été laissée par les maçons qui gâchaient le mortier au pied des murs. Puis les maçonneries s’élevant, une nouvelle couche de remblais a été étalée dans la future cave. Ce remblai, de nature argileuse et graveleuse, contenait des charbons de bois et quelques tessons de céramique. Un autre remblai a scellé le précédent. Il est constitué essentiellement par des déchets de taille, du sable et des lentilles de chaux. Il correspondrait à l’installation des cintres utilisés pour le montage de la voûte. Un ultime remblai a été ensuite étalé dans toute la cave. Il s’agit de blocs calcaires de taille importante avec une matrice argileuse rare ; cette couche est plus épaisse contre le mur oriental ; elle pourrait avoir été mise place alors que le couvrement de la cave n’était pas achevé ; elle semble avoir joué un rôle de drain tout en participant au nivellement général de la cave.

7Le niveau de circulation actuel repose sur cette unité stratigraphique. Il ne subsiste donc rien du sol médiéval (sans doute en terre battue).