Le site des «Nonains» a fait l’objet d’une opération de fouille préventive préalablement à la construction d’un lotissement sur la commune d’Auneau. Cette prescription fait suite à un diagnostic positif mené en 2016 par l’Inrap (Bailleux 2016).
La fouille a été réalisée sur une surface de 19000 m², du 24 avril au 28 juillet 2017. Elle a révélé la présence nombreux vestiges répartis sur l’ensemble de l’emprise. Le site semble se poursuivre à l’ouest et au sud de l’emprise étudiée.
L’occupation antique s’implante sur le terrain géologique, à quelques centaines de mètres de la rivière (l’Aunay). Les structures ont été mises au jour sous la terre végétale, ils sont très arasés notamment par les pratiques agricoles. Aucun élément d’élévation n’a pu être mis au jour sur le site, seulement des structures excavées. Très peu de matériel a pu être mis au jour dans les structures, de ce fait l’évolution du site a été difficilement perçue. Cependant, la stratigraphie et les quelques éléments de datation ont permis de mettre en évidence au moins des traces d’une occupation du Néolithique  final à proximité du site et sept phases d’occupation. Quelques témoins d’une occupation protohistorique ont pu être mis au jour. Cette occupation n’a été perçue que par le mobilier céramique recueilli dans des structures. La plupart de ces tessons se sont révélés intrusifs, seule une fosse peut être rattachée à cette période.
Une occupation sporadique apparait avant la  n du règne de Tibère, essentiellement au nord-ouest de l’emprise. Elle seulement constituée d’une dizaine de structures dont la fonction n’est pas établie. Cependant, il est intéressant de remarquer que trois temps peuvent distingués à l’intérieur de cette phase.
L’occupation de la première moitié du Ier siècle de notre ère est marquée par la mise en place d’un système fossoyé quadrangulaire avec une entrée au sud, par le biais d’un porche. Aucune trace de bâtiment en matériaux périssables n’a pu être mise en évidence, cependant une cave maçonnée se trouvant à l’intérieur de l’enclos est associée à cette phase. Plusieurs indices d’artisanat peuvent être associés à cette époque, une petite aire de travail peut être liée au traitement des peaux ainsi que deux batteries de fours de deux rangées de deux ou trois, probablement liés à une activité culinaire.
A partir de la période flavienne, un tournant s’opère dans l’organisation du site. Une sectorisation des espaces est marquée, la pars urbana au nord et la pars rustica au sud. La séparation entre ces deux espaces est soulignée par l’installation d’une enceinte maçonnée et d’un porche au sud. A l’intérieur de l’enceinte, un bâtiment résidentiel maçonné rectangulaire simple est installé ainsi qu’une dépendance. Une grange est également édifée au sud-est de cette clôture et un bâtiment dans l’angle extérieur sud-est, associé à une probable aire de battage. L’ensemble s’inscrit tout de même dans la continuité de l’installation précédente, en e et on remarque que l’enceinte reprend la même orientation que celle de l’enclos et le bâtiment principal s’installe au-dessus de la cave de la phase précédente.
Au cours du II^e siècle de notre ère, la structure générale de l’occupation est conservée mais un agrandissement et une restructuration du bâtiment résidentiel sont effectués tout comme l’édification de deux pavillons dans la partie résidentielle, le long du mur de clôture sud. Sont ajoutés au bâtiment résidentiel, une galerie de façade au sud, des pièces chauffées à l’est et de deux autres pièces à l’ouest, dont une tour d’angle. Le bâtiment compte désormais dix pièces, pour une surface de 421 m² (273 m² interne). La recherche du confort et les marqueurs ostentatoires effectués pendant cette phase démontrent un niveau de vie assez élevé et une volonté d’ostentation.
Dans sa phase d’extension maximale, au début du III s., l’établissement des « Nonains » voit de nouveau son bâtiment résidentiel s’agrandir et une double enceinte s’installer. Cette dernière est construite autour de la première et permet désormais de distinguer trois cours. Le bâtiment résidentiel est à son apogée, il subit de nouveau quelques restructurations internes ainsi que deux agrandissements au nord, dont une probable cour ou jardin. Un bâtiment agricole est construit au sud-ouest, intégré dans cette nouvelle enceinte. Une voie fait son apparition au sud-est, elle s’arrête au niveau de l’angle sud-est de la nouvelle enceinte. Même si un remaniement de l’établissement est opéré à ce siècle, son occupation semble avoir été de courte durée. Dès le courant du IIIe siècle, les bâtiments de la villa semblent abandonnés et amplement récupérés. Deux fosses viennent perturber et détruire en partie le bâtiment résidentiel.
Aucune occupation n’a pu être mise en évidence entre le IIIe siècle et les périodes moderne/contemporaine. Ces dernières sont d’ailleurs essentiellement représentées par un mur et trois fosses.