Cette opération d’archéologie préventive a été conduite dans le cadre des travaux préparatoires du projet de modernisation et de raccordement de la ligne de chemin de fer Orbe-Chavornay. Entreprise par la compagnie concessionnée Travys SA, la réalisation d’un nouveau tracé ferroviaire a ainsi pour objectif de faciliter les correspondances avec le RER Vaud. À la hauteur de Chavornay, où les coteaux marneux forment un promontoire éperonnant la plaine de l’Orbe, cette nouvelle voie se dessine sous la forme d’une boucle contournant ce relief par le nord. Le long de ce tracé, les fouilles se sont déroulées sur deux zones distinctes, totalisant une surface effective de 14700 m², entre le 3 juin et le 29 novembre 2024.

La première zone se développe le long de la route cantonale RC 293b à l’extrémité occidentale de la boucle et couvre une surface de 6500 m². Cette fouille extensive a permis d’observer et de documenter la géomorphologie de la frange septentrionale du cône alluvial du Talent. Une succession d’occupations humaines y ont trouvé un terrain propice à leur développement. Une première occupation néolithique (5210-4940 av. J.-C.) a été identifiée dans un paléosol palustre par la présence d’éléments céramiques et lithiques. Dépassant le cadre opérationnel prévu, ce niveau profond n’a pas été fouillé et n’a pas pu être davantage caractérisé. La phase suivante comprend deux états à l’âge du Bronze ancien (BzA2a) et à la transition Bronze ancien-moyen (BzA2b-BzB). Ce second état est matérialisé par des ensembles de trous de poteau, de fosses et de mobilier domestique. Ces vestiges structurés témoignent de la présence d’un habitat alors installé en bordure de la plaine inondée. Une sépulture à inhumation individuelle isolée s’insère stratigraphiquement parmi ces vestiges, mais l’absence de datation ne permet pas de l’y associer. Elle est toutefois isolée des phases plus récentes par des apports sédimentaires accrus au cours du Bronze moyen. Cette période est marquée par un apparent abandon de la zone. Une reprise d’occupation au Bronze final, étendue mais diffuse, est marquée par des concentrations de céramiques éparses, une fosse de stockage et quelques foyers. Un réinvestissement rural intensif s’opère ensuite dès la fin de la période augustéenne et engendre une importante érosion. Un potentiel niveau laténien est ainsi effacé et seuls subsistent une portion d’un profond puits ainsi que quelques éléments mobiliers intrusifs au sein de structures plus récentes. Dès lors, les occupations du Haut-Empire comptent au moins deux états, du 1ᵉʳ s. ap. J.-C. et du 2ᵉ au 3ᵉ s. ap. J.-C. Un troisième état plus tardif (4ᵉ au 5ᵉ s. ap. J.-C.) est uniquement matérialisé par des marqueurs éparses et en position secondaire. S’ensuivent de rares témoins de passage au cours du Haut Moyen Âge (7e au 9e siècle ap. J.-C.).

La seconde zone a pour emprise la parcelle à l’extrémité orientale de la boucle sur une emprise de 8200 m². Elle est particulièrement marquée par une érosion accrue et par un très faible recouvrement sédimentaire. Quatre phases archéologiques ont toutefois pu être clairement identifiées. Les marqueurs avérés les plus anciens sont liés à une phase Bronze récent (BzD-HaA2) puis final (HaB1-HaB3) et consistent en de multiples structures en creux dont un puits, un foyer et plusieurs fosses dispersées. Une analyse radiocarbone dans un comblement post-abandon du puits ainsi que quelques éléments de mobilier intrusifs épars témoignent d’une présence humaine perdurant durant la période hallstattienne (HaC-D1), sans qu’une occupation structurée ne soit perceptible. L’horizon principal caractérisant cette zone est attribué à la Tène finale (LTD1b) et marque le paysage par un segment d’enclos potentiellement palissadé, formant la bordure occidentale d’une enceinte large d’au moins 115 m avoisinée par plusieurs segments de fossés et des bâtiments sur poteaux. Plusieurs éléments mobiliers suggèrent un établissement rural de haut rang, régionalement singulier et contemporain des sites de Vufflens-la-Ville, du Mormont et d’Yverdon-les-Bains. A l’instar de la première zone, un réinvestissement gallo-romain est matérialisé par des fossés parcellaires datés dès la première moitié du 1ᵉʳ siècle ap. J.-C. et par des remaniements ultérieurs incarnés par du mobilier intrusif.

Ces nouveaux apports viennent étoffer les maigres connaissances archéologiques actuelles du territoire rural de Chavornay. Ils ouvrent de nouvelles perspectives régionales et interrogent sur les relations territoriales sur l’axe stratégique Orbe-Chavornay.