Le site archéologique, composé de vestiges de nature très différente (châtelet ruiné, mais encore en élévation, galerie ensevelie sous les décombres et la végétation au début des travaux de dégagement, et grand château du XVIème siècle entièrement enfoui dans le sous-sol) s’est dès lors révélé extrêmement complexe, sur le terrain, dans son approche scientifique et topographique.
Dès 1991, différentes campagnes archéologiques ont été menées, grâce au soutien du Ministère de la Région Wallonne - DGATLP sous la direction successive de Mlle C.Ansieau et de Mr D.Willems. Après une interruption programmée, de 2002 à 2005, elles ont alors repris en 2006 sous la direction de Mlle V.Decart. Depuis avril 2011, celles-ci sont dirigées par Mlle C. Rossez.
Au départ, le châtelet d’entrée, encombré par les nombreux matériaux accumulés lors de l’explosion du dépôt de munitions de l’armée allemande le 2 septembre 1944, a été progressivement déblayé et consolidé. Cette explosion a pratiquement fait disparaître tous les ajouts du XIXme siècle apportés au bâtiment par les comtes de Caraman et de Nédonchel durant cette période, mettant à nu les vestiges de l’architecture du XVIème siècle ayant servi de base à cette reconstruction.
Outre de nombreux éléments architecturaux de la construction de Jacques Du Broeucq retrouvés lors de ce déblaiement, celui-ci a permis la restitution du plan d’origine de l’édifice primitif (archéologie du bâti) ainsi que la récupération de l’ensemble des fragments des statues en terre cuite représentant l’empereur Charles-Quint et le roi de France François Ier qui, après datation par thermoluminescence, se sont révélées être des œuvres historicistes du dernier quart du XVIII ème siècle.