Un diagnostic archéologique a été réalisé d’octobre à décembre 2022 sur le site de la chapelle de la Madone à Menton, dans le cadre d’une demande volontaire de réalisation de diagnostic. Il a consisté en sondages sur le bâti en élévation de l’église, en sondages mécaniques dans les cours situées au nord et au sud de l’édifice, et en un nettoyage de quatre sondages réalisés en 2019 dans le cadre d’une recherche des fondations dans la première travée de l’église. Le diagnostic a permis de mettre en évidence une occupation sur le temps long, depuis au moins l’Antiquité. Les éléments de datation font généralement défaut, mais on peut identifier la présence de constructions antiques (dont un probable bassin). Une sépulture sous bâtière a été identifiée. Non fouillée, elle pourrait se rapporter à une large période, entre le IIIe et le VIIIe siècle. L’église est attestée depuis 1061, mais on ignore sa date de création. Le diagnostic n’a pas apporté d’éléments probants, ni sur la datation de l’édifice, ni sur sa position et son aspect originel. Des sépultures sont installées au nord (milieu Xe -début XIIe siècle), tandis qu’une construction, en partie appuyée sur les vestiges du bassin antique, se développe au sud (datation imprécise, premier Moyen Âge). Il est possible que ces éléments soient contemporains de l’église initiale. L’étude a permis de mettre en évidence diverses phases d’aménagement de l’église, en particulier la réfection des sols et de certains murs. Une construction repérée au nord pourrait correspondre au couvent fondé à la fin du XVe siècle. Elle sera ensuite remplacée par un nouvel édifice, dont trois ailes sont présentes dans l’emprise du diagnostic. Diverses constructions ont été repérées au sud de l’église. Mal datées, il n’est pas possible à ce stade de les rattacher à une phase d’occupation précise. Une sépulture est présente dans la nef de l’église. Elle est datée de l’extrême fin du XVe au milieu du XVIIe siècle. Deux autres sépultures ont été mises au jour à l’extérieur de l’église, contre le mur gouttereau sud. Elles sont attribuables à la fin de la période moderne ou la période contemporaine et correspondent peut-être à la présence des sœurs hospitalières de Saint-Augustin au début du XIXe siècle. Enfin, les restes d’une villa, construite à la fin du XIXe siècle, sont présents aussi bien dans le sous-sol qu’en élévation.