Origine et histoire de l'enceinte gallo-romaine
Restes de l'enceinte gallo-romaine de Tours, appelée couramment « enceinte du castrum », entourent la partie nord-est de l'agglomération antique et intègrent l'amphithéâtre. Menacée d'invasion à la fin du IIIe et au début du IVe siècle, la ville fit dresser des murailles sur ordre de l'empereur Constantin, qui favorisa l'emploi de matériaux de remploi pour accélérer les travaux. L'amphithéâtre fut démoli en partie pour fournir des pierres ; le rempart ainsi réalisé présente un massif intérieur en blocage noyé dans du mortier et un parement en petit appareil, interrompu par des cordons de briques posées à plat. Le mur atteint environ 4 mètres d'épaisseur, ses assises conservent des fragments de chapiteaux et d'éléments sculptés. Construite au cours du IVe siècle et achevée dans les années 370, l'enceinte offrait un périmètre de 1 245 mètres et enserrait près de neuf hectares. Elle comprenait une quinzaine d'ouvrages de renfort à différentes périodes, percée de portes et de poternes, et protégée au nord par le lit de la Loire. La chronologie retenue par la recherche place sa mise en œuvre dans la première moitié du IVe siècle, sur plusieurs années, et s'appuie sur les techniques de construction et des indices d'aménagement intérieur.
La muraille fut réparée au IXe siècle et subit l'assaut des Normands en 903 ; en dépit de réparations et d'arasements ponctuels, elle participa au système défensif de Tours jusqu'au XVIe siècle et servit de base à des enceintes postérieures. Les fouilles menées surtout entre 1974 et 1978 sur le site du château et les études des décennies suivantes ont permis de préciser la structure de l'ouvrage, même si l'organisation de l'espace intra-muros reste mal connue. On admet aujourd'hui que la construction a largement recouru au remploi : blocs de grand appareil, colonnes sciées, chapiteaux et terres cuites furent prélevés sur bâtiments publics, nécropoles et habitations voisines ; la masse des blocs de grand appareil est estimée à plusieurs dizaines de milliers de tonnes.
Les fondations, observées partiellement sur le site 3, consistent en assises de grands blocs empilés dans une tranchée profonde, parfois établies sur pilotis en bordure de Loire, et débordent à l'intérieur de la courtine. La courtine elle‑même associe un soubassement en grands blocs et une élévation faite de deux murets de coffrage remplis d'un blocage lié au mortier, le tout revêtu extérieurement d'un parement en opus mixtum. La largeur de la muraille, parements compris, varie entre 4,20 et 4,90 mètres ; son élévation initiale est estimée à environ 8,10 mètres, le crénelage ayant peut‑être ajouté quelque 1,80 mètre. Les trous réguliers observés relèvent d'ancrages d'échafaudages plutôt que de clés de coffrage.
Les tours, pour la plupart circulaires, avancent en avant de la courtine ; leur diamètre extérieur est d'environ 9 mètres, porté à 11 mètres pour les tours d'angle. Leur intérieur était creux et divisé en étages desservis depuis le chemin de ronde ; leur hauteur est estimée à quelque 16 mètres. Les études récentes remettent en cause les premiers décomptes : l'enceinte devait comporter à l'origine une douzaine de tours circulaires, quatre tours polygonales encadrant probablement les accès, et quelques aménagements médiévaux ultérieurs ont modifié l'ensemble.
Deux poternes sont bien documentées : la poterne sud‑est, proche de l'amphithéâtre, conserve son dallage avec ornières de roues, et la poterne nord‑ouest, dite du tombeau de Turnus, a connu de nombreuses modifications. L'existence de deux portes principales aux faces est et ouest est probable mais n'a pas été clairement attestée archéologiquement ; la découverte d'un pont de bois franchissant la Loire au niveau de l'île Aucard et aboutissant à la muraille nord laisse envisager l'existence d'une porte au milieu de cette face. Lors de l'intégration de l'amphithéâtre au dispositif défensif, ses vomitoires ouest, sud et est furent aménagés en accès monumentaux extérieurs au périmètre remparé.
Les fouilles et études publiées depuis la fin du XXe siècle ont fourni de nombreux éléments d'architecture et permis d'identifier des phases de réparation au Haut Moyen Âge, notamment autour de l'amphithéâtre, mais elles n'ont pas livré une vision complète de la vie quotidienne à l'intérieur du castrum. Une hypothèse fréquemment proposée voit la moitié nord de l'espace occupée par des civils et des représentants de l'administration, la moitié sud accueillant des établissements religieux autour du pôle épiscopal, mais cette organisation reste incertaine. Hors des murs, la nature et l'étendue de l'occupation restent mal établies : quelques bâtiments et axes de circulation sont reconnus, ainsi que un développement lié à la mise en valeur des lieux saints, mais les données archéologiques restent fragmentaires.
Aujourd'hui les vestiges les plus importants sont visibles à ciel ouvert rue des Ursulines et rue du Petit‑Cupidon, sur le site du château et dans plusieurs cours et caves du centre‑ville, notamment au musée des beaux‑arts où l'on peut voir des fondations et des blocs de remploi sculptés. L'enceinte est partiellement inscrite au titre des monuments historiques depuis 1927 et constitue la construction gallo‑romaine de Tours la mieux préservée et librement accessible au public.