C'est dans les années 1120 que le vicomte Bernard Aton Trencavel commence, à l'extrême Ouest de la Cité, la construction d'une nouvelle résidence. Un château existait déjà à proximité de la porte Narbonnaise. Ce nouveau château est adossé à l'enceinte antique et comprend deux bâtiments, disposés en équerre, et un donjon. Les bâtiments ne possédaient qu'un étage, comme on peut le voir dans les maçonneries du donjon. Une chapelle, dont on peut voir des vestiges de l'abside dans la cour, ferme la cour centrale au Nord.

D'importants travaux vont être menés entre 1228 et 1239, après que la ville soit devenue une sénéchaussée royale. Le château va alors être fortifié par un important dispositif de défense. Il est tout d'abord entouré d'un rempart sur un périmètre de 80 mètres sur 40 mètres. On entre dans le château en passant par une barbacane, à laquelle on accède par une porte fortifiée, et qui est séparée des remparts par un fossé. Pour entrer dans l'enceinte du château, il faut encore passer une porte entre deux tours jumelles. A cette époque, le château est par ailleurs rehaussé d'un étage et agrandi d'un nouveau bâtiment au Sud.

" Illustration Ph.Biard / centre des monuments nationaux"

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