Archéotec a réalisé sur cette île six campagnes de fouille et d'inventaire archéologiques. Les investigations ont entraîné la mise au jour de vestiges bien particuliers qui concrétisent le passé du site, en tant que mission et fort militaire.
L'analyse en laboratoire du mobilier funéraire d'une sépulture du dix-huitième siècle, a permis de reconnaître parmi les fragments de toutes sortes, plusieurs parties d'un sac à tabac à tête de loutre, les ferrets de cuivre qui le décoraient, le bâton de vermillon, les treillis de lanières de cuir, un petit sac en tricot de laine. Plusieurs objets reliés à la mission (bagues, médailles) et à la traite des fourrures (perles, ferrets, etc.) y ont été mis au jour. Des analyses de pollens et de graines ainsi que des analyses chimiques ont été nécessaires pour une interprétation juste et précise de ce site. Les analyses de graines ont fourni des informations sur le potager médicinal que devait sans doute entretenir le missionnaire installé sur l'île. Le nerprun, plante d'Europe amenée en Nouvelle France au dix-huitième siècle, a été planté sur l'île aux Tourtes. Le nerprun est un arbuste aux propriétés médicinales. Du pollen de maïs, observé dans les sols mis au jour au cours de la fouille, a confirmé les écrits anciens selon lesquels les Autochtones installés sur l'île entretenaient des champs de maïs.