Le site de Notre-Dame d'Avinionet attirait, depuis longtemps, l'attention des archéologues. Si la fouille de sauvetage, entreprise sur ce lieu, montre que les niveaux archéologiques du Moyen Âge ont été très endommagés au cours de l'histoire, une documentation écrite exceptionnelle permet une réflexion sur le prieuré de l'abbaye de Saint-Victor de Marseille, devenu celui de l'abbaye de Lérins. Mais, c'est dans la découverte du mode d'utilisation des lieux, au cours de l'Antiquité, que le site se révèle le plus intéressant. En effet, la fouille a montré que l'église médiévale avait repris l'emplacement d'un site antique, après un hiatus de six siècles. Médiocre dans les années vingt-trente de notre ère, le bâtiment prit des allures « romaines », à la fin du siècle, par des ajouts tels que portique de façade et petit cryptoportique, et par l'aménagement de deux ensembles de thermes. On peut suivre surtout, au cours de l'Antiquité tardive, la transformation d'un ancien cellier en lieu de culte à mystères, probablement en mithraeum, fréquenté au moins jusqu'en 390.