La construction d’un bâtiment de protection, pour permettre la conservation et la présentation des mosaïques comme des vestiges de la résidence tardive, est une des principales conclusions de l’étude préalable. Il serait conçu comme un « parapluie », une solution architecturale légère avec la mise en place d’un système de visite adapté et associée aux équipements nécessaires pour l’accueil du public. 

Les premières esquisses ont montré toute la difficulté à traiter un tel sujet. Si le choix d’une architecture moderne, loin de tout pastiche, s’est imposé, les options ont été nombreuses et discutées, comme le rassemblement de toutes les fonctions du futur musée du site dans un édifice unique, l’utilisation de la restitution des élévations de la villa pour les volumes de la future construction, le choix des matériaux, opaques ou translucides. 

Afin d’en maîtriser le coût, la commune de Loupian a confié à Marc Lugand, archéologue de collectivité, la mission de rédiger le programme fonctionnel et économique du projet. Ce document est destiné aux candidats d’un concours d’architecte dont l’équipe de Stéphane Barbotin et Catherine Frenak sera lauréate. Le parti retenu voit deux bâtiments distincts, avec la partie accueil discrètement placée aux marges du site archéologique et un bâtiment de protection à structure métallique et bardage de bois, faiblement ajouré. À l’intérieur, une coursive périphérique, qui s’élève de façon progressive, fixe le circuit de découverte des mosaïques.