Après une phase d'abandon du site, un second moulin s'installe à proximité immédiate du moulin carolingien, mais à l'est du chenal, soit sur la rive opposée. Il est établi au centre d'un empierrement qui forme, sur 21 m le long de l'ancien chenal, l'assise préalable de l'installation de meunerie. Son implantation se traduit par la présence de pieux, groupés par doublets ou triplets, placés dans une aire quadrangulaire de 4 m par 2,60 m. Au sud du moulin, un important rebut de meules et un marteau de type polka. Cet outil permettait de rhabiller les meules c'est-à dire de redonner du mordant à leur surface active. Les datations obtenues à partir des analyses radiocarbone et dendrochronologiques placent la construction du moulin vers 1054. Le site aurait fait l'objet de réaménagements vers 1130 mais l'installation hydraulique disparaît définitivement après 1169.
Près de 200 pièces ayant servi au mécanisme ou à la charpente du second moulin ont été identifiées : du gros bois, des éléments de l'engrenage (rouet et lanterne), des courbes de roues, des aubes... Découvertes à proximité des pieux, certaines pièces étaient localisées dans des niveaux contemporains de l'utilisation de la machine, d'autres dans des limons de colmatages du chenal qui signent l'abandon définitif du site
Contrairement au premier moulin, les aubes sont constituées de deux pièces, une pale et un tenon, assemblés avec deux chevilles. Les courbes sont composées de cintres de section quadrangulaire munies à intervalle régulier de mortaises permettant la mise en place des tenons des aubes. Plusieurs roues semblent se succéder au cours de la vie du moulin : les plus anciennes sont des courbes qui avoisinent 1,60 m de diamètre tandis que la plus récente est générée sur un diamètre de 1,90 m. Cette pièce et plusieurs aubes permettent la reconstitution d'une roue d'un diamètre total de 2,40 comportant 28 ou 30 aubes. La courbe qui était composée de quatre cintres était associée au moyeu par quatre bras.