Ces trois campagnes de fouille s’inscrivent dans le cadre de la création d’un écoquartier de 5,6 hectares (projet Gruvatiez) au sud de la ville d’Orbe, dans le quartier des Granges Saint-Martin. Menées en 2018 (étape 1), en 2021 (étape 2 Sud) et en 2022-2023 (étape 2 Nord), ces opérations ont livré près de 600 vestiges datés du Néolithique à l’époque moderne.

Les vestiges les plus anciens datent du Néolithique. Deux fosses de chasse sont attribuées au Néolithique moyen I (14C : 4340-4060 av. J.-C.) et deux foyers au Néolithique moyen II (14C : 3520-3360 av. J.-C.). 

Le Néolithique récent (14C : 3370-2920 av. J.-C.) est représenté par une grande structure quadrangulaire (5,20 x 2,60 m), constituée d’un fossé creusé sur les quatre côtés, aménagé avec des pierres et des blocs sur au moins 1 m de hauteur. Une grande quantité d’os brûlés d’origine humaine (6,8 kg, min. 7 individus adultes) y a été déposée, souvent sous forme d’amas. Quelques grands trous de poteau évoquent un aménagement en bois, peut-être en élévation. Dans l’attente de l’élaboration, l’interprétation de cet aménagement reste ouverte, mais l’hypothèse d’une sépulture à crémation collective semble la plus plausible. 

Il faut aussi signaler la découverte d’une sépulture à inhumation campaniforme du Néolithique final (14C : 2199-1890 av. J.-C.). Le défunt a été inhumé en position semi-contractée – tronc sur le dos, jambes fléchies vers la droite –, tête au sud, accompagné de deux vases complets déposés en offrandes. 

À l’âge du Bronze, le secteur est entièrement dévolu au funéraire. Deux sépultures à inhumation sont attribuées à la fin du Bronze ancien (vers 1600 av. J.-C.), peut-être en association avec deux enclos circulaires fossoyés (8,5 et 21 m de diamètre). L’extension de la nécropole à crémation du Bronze final documentée en 2020 (Chemin de l’Étraz 18) et en 2021 (Gruvatiez étape 2 Sud) est désormais confirmée en direction de l’ouest avec la découverte en 2022-2023 de dix tombes supplémentaires. D’autres gestes funéraires ont pu être observés, comme le dépôt de récipients en céramique sur deux niveaux ou celui d’objets en bronze (rasoir, épingle, bracelet, anneau, etc.) volontairement épargnés des flammes du bûcher. Les os crémés du défunt sont placés dans un vase ossuaire ou en amas à côté des vases d’accompagnement ; dans deux cas, les ossements calcinés sont dispersés dans la fosse. Cet espace funéraire est constitué à ce jour de 25 structures, réparties sur une surface d’environ 3000 m2. L’étude conjointe des structures et du mobilier (céramique et bronze) permet de témoigner d’une évolution des pratiques funéraires sur plusieurs siècles (entre 1100 et 950 av. J.-C.), avec des secteurs distincts selon les phases d’utilisation. À l’extrémité sud-ouest de la zone fouillée, une sépulture à inhumation a également été datée du Bronze final (14C : 990-810 av. J.-C.). 

Au Premier âge du Fer (période de Hallstatt, vers 550-400 av. J.-C.), le site accueille principalement des fosses-silos (16), utilisées pour la conservation des grains ou autres denrées alimentaires. Cette zone de stockage se situe vraisemblablement en marge d’un habitat qui pourrait se développer vers l’ouest, hors emprise de la fouille. D’autres habitats se succèdent ensuite durant le Second âge du Fer (La Tène ancienne, moyenne et finale), représentés par des bâtiments sur poteaux, des cabanes en fosse et des foyers. 

Un autre espace funéraire constitué de 17 sépultures à inhumation – dont celle fouillée en 2021 – s’installe aussi à la fin de La Tène ancienne (principalement LTB1, vers 400-300 av. J.-C.). Les défunts ont été inhumés en position dorsale, tête au sud, et portent des objets de parure en bronze ou en fer (fibules, bracelets, torque, bague). La présence d’aménagements en bois type coffrages, dont au moins quatre monoxyles (troncs d’arbres évidés), est confirmée par les observations archéothanatologiques et taphonomiques. Ce nouveau groupe funéraire laténien pourra être mis en perspective avec ceux récemment fouillés sur les sites d’Orny–Sous-Mormont (à 7 km au sud) et de Denges–Les Delésulles. 

À l’époque romaine, le secteur est principalement occupé par des marécages. Seul un tronçon de voie, qui rejoint la Route de l’Étraz à l’est, est daté de cette période. 

Au Haut Moyen Âge (6^e-7^e s.), le recul de la rivière et l’assèchement du terrain permettent à un habitat en terre et bois de se développer sur environ un hectare au nord de la zone de fouille. Alignés sur un même parcellaire, une dizaine de bâtiments sur poteaux (20 à 90 m2) faisaient office d’habitations, d’étables, de granges ou de greniers à céréales, selon une organisation en « fermes ». Chaque unité fonctionnait avec plusieurs cabanes semi-enterrées (7 à 14 m²), la plupart utilisées pour des activités artisanales ou agricoles (forge, tissage, boucherie, pelleterie, stabulation). 

Dès la seconde moitié du 6^e s., des sépultures investissent une partie des lieux et occupent la zone jusqu’au 12^e/13^e s. Ce lieu d’inhumation (213 tombes) paraît s’inscrire dans une période de transition dans l’évolution du paysage funéraire du Moyen Âge, avec à la fois des petits ensembles de tombes dispersés et une première polarisation autour d’un potentiel lieu de culte (Bât. 3, église en bois ?). Les tombes sont en grande majorité individuelles, excepté huit sépultures multiples (dépôt simultané) et quatre fosses à rapprocher des sépultures collectives. Les essais de répartition spatiale par sexe et par âge (min. 220 individus) montrent qu’il n’y a pas forcément eu de volonté de regrouper ou d’exclure les individus selon ces critères. 

Dans l’angle nord-est de la parcelle, un bâtiment sur fondations maçonnées, d’une superficie maximale de 300 m², est ensuite construit aux alentours des 13^e-14^e s. Cette date nous est fournie par un lot de céramiques de poêle retrouvé à proximité d’un socle en molasse, interprété comme une base de poêle à pots. Plusieurs éléments soutiennent l’hypothèse d’une utilisation relativement longue pour ce bâtiment, au moins jusqu’au début de l’époque moderne.