Le sanctuaire de Trémonteix est un sanctuaire romain à double fanum à cella unique en relation avec une villa romaine. Il est implanté à 2,5 km du centre de la ville antique d'Augustonemetum/Clermont-Ferrand, en France. Découverte en 2009 à l'occasion d'un diagnostic d'archéologie préventive, la villa a été fouillée par une équipe de l'Institut national de recherches archéologiques préventives (Inrap) entre 2010 et 2011, puis partiellement détruite par les aménagements réalisés à la suite de ces opérations. Seul le sanctuaire, inscrit aux monuments historiques en 2012, a été préservé au sein d'une zone verte.
Établi au pied des côtes de Clermont-Ferrand, le site archéologique a été profondément enfoui, ce qui a permis sa très bonne conservation. Vierge de toute occupation protohistorique, le vallon de Trémonteix est aménagé dès le Haut-Empire. À un premier établissement interprété comme une villa romaine succède un second établissement construit vers le début du IIIe siècle, pareillement interprété, et doté d'un sanctuaire construit d'un seul tenant. La reconstruction de cet établissement, dans le courant du IIIe siècle, ne semble pas avoir entrainé de réorganisation majeure du sanctuaire. La datation des différentes phases d'occupation du site est toutefois complexe du fait de la rareté du mobilier, notamment céramique, permettant d'affiner la chronologie de son occupation. L'interprétation du site en tant que villa est pareillement sujette à discussions du fait de l'absence de structure agricole, à l'exception de quatre cuves dont la fonction n'est pas assurée.
Le sanctuaire occupe la partie septentrionale du reste du site archéologique. Il en est séparé par un mur de clôture équipé d'une tour-porche assurant la transition entre l'espace cultuel et la cour de l'établissement. Le sanctuaire est implanté au bas d'une pente qui a fait l'objet d'un aménagement sous la forme de terrasses, tant pour protéger le site de l'érosion que pour mettre en valeur les deux temples. Au sein du péribole qui délimite l'espace cultuel, plusieurs aménagements ont été observés, dont une fontaine et un nymphée. Les deux temples sont des structures à plan centré, le fanum nord étant d'un gabarit légèrement plus grand que le fanum sud (13 m de côté contre 9,35 m de côté). Tous deux ne sont toutefois connus que pour leur partie orientale, le reste de leur emprise n'étant pas compris dans le projet d'aménagement et donc dans les limites de la fouille archéologique. Si aucune divinité n'a été identifiée, la présence d'un bassin dans la cella du temple sud, les aménagements trouvés dans le péribole et divers mobiliers indiquent qu'il s'agit probablement d'un sanctuaire des eaux.
Abandonné à la fin du IVe siècle, l'emplacement du site est partiellement réoccupé lors des siècles qui suivent, avant la construction d'un hameau au cours du Moyen Âge.
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