La Fontaine Salée (dite aussi Source Romaine) est la plus ancienne source thermale exploitée de Santenay. Elle se situe au sud de la route de Cheilly-lès-Maranges, à l'extrémité sud-ouest du finage. Des monnaies retrouvées à l'occasion de travaux conduits à proximité au début du 20e siècle confirment une occupation du site dès l'époque gallo-romaine. Les plus anciennes sont à l'effigie de Néron (54-68) ; les plus récentes à celle de Maximin (235-238). Le site a également livré des fragments d'une statue de déesse, aujourd'hui perdus, ainsi que des dalles de pierre dont une douzaine sont encore sur place au début des années 1960. Ces dalles pourraient provenir de la piscine ou d'un réservoir d'hypothétiques thermes gallo-romains. Quant à la stèle sans inscription ou "cippe-fontaine" (collection municipale) à laquelle Thomasset consacre un article en 1962, elle semble provenir d'un autre site – sa présence n'est pas attestée à la Fontaine Salée en 1900 – et avoir été réutilisée dans les aménagements vers 1910. Il s'agit sans doute alors de donner une "antiquité" à la source.

Redécouverte de la source au 17e siècle

La source attire l'attention de Pierre Quarré, médecin de Charolles, qui lui consacre un traité, Les Merveilleux effets de la nymphe de Santenay au duché de Bourgogne (1633). L'ouvrage est dédié à Pierre Legoux de La Berchère, seigneur de Santenay, et Premier Président au Parlement de Bourgogne. Sa publication coïncide sans nul doute avec la redécouverte récente de la source, dont les propriétés semblent avoir été méconnues jusqu'alors ("Il n'y a pas long temps que l'on se deffioit de l'usage de ces eaux, mais la nécessité par certaine expérience a fait voir que leurs sources sont autant vivifiantes et salutaires que délicieuses"). Après avoir évoqué les eaux d'Alise-Sainte-Reine et de Bourbon-Lancy, Quarré s'attarde sur la composition (sel, nitre, souffre, vitriol, fer, cuivre et alun) de celles de Santenay, sans pour autant être très précis quant à leurs indications. En conclusion, l'auteur préfère au contraire insister sur la multitude des usages possibles ("Ainsi je me contenteray pour le présent de publier qu'il ne se voit en France aucune fontaine plus universelle en qualitez minérales et métalliques que la nostre").

L'aménagement des abords de la source est sommaire, d'après Claude Courtépée (1778). Il consiste en un bassin de dix pieds de large, au pied d'un monticule. D'après le même auteur, la salinité de la source a éveillé la méfiance de la direction de la Ferme de Chalon-sur-Saône, qui fait maçonner la source après y avoir jeté du mercure et remplir le bassin de matière fécale en 1748 et 1750. Des gardes sont chargés de faire respecter l'interdiction d'exploiter l'eau. On sait que les Fontaines Salées de Saint-Père-sous-Vézelay ont de la même manière été condamnées quelques années plus tard. La création d'une saline comme à Montmorot près de Lons-le-Saunier semble bien avoir été envisagé à Santenay, et Bannière de Beaucourt, président des gabelles à Chagny, envoie un mémoire à Trudaine à ce sujet en 1749, mais le projet n'aboutit pas.

Développement de l'exploitation dans la seconde moitié du 19e siècle

La fréquentation de la source est avérée dans les premières décennies du 19e siècle. La première analyse de l'eau est effectuée par le pharmacien Jean-Pierre Barruel, originaire d'Autun, en 1823. Sur un terrain appartenant à Fernand Abord, une petite maison est construite vers 1849. Elle sert d'habitation à Guyot, fermier de la source, chargé de percevoir les droits (50 centimes par personne, et 10 centimes par litre d'eau emporté ou expédié). On ignore tout des premiers aménagements réalisés par Fernand Abord. La fréquentation annuelle est modeste, entre 2 000 et 4 000 visiteurs, principalement des localités voisines.

L'arrivée du train à Santenay crée les conditions favorables au développement de la station. La gare est achevée en 1862. Par ailleurs, l'Académie de Médecine confirme la forte minéralisation de l'eau (9,18 grammes par litre) et délivre un avis favorable pour son exploitation en 1863. Par décret en date du 9 janvier 1864, l’État autorise officiellement celle-ci. Tout en restant propriétaire du terrain, la famille Abord confie l'exploitation à des locataires. En 1888, Jean Daumas fait construire un pavillon buvette et un magasin. Dès les années suivantes, l'affaire est reprise par un banquier parisien, Charles Vandal, dont l'ambition est de créer un véritable établissement thermal. En 1892, il fait construit deux maisons et un cabinet ; une troisième maison est ajoutée en 1896. C'est à lui que revient également la création d'une salle de bal et d'une salle de jeu, qui constituent le premier casino de Santenay. Les travaux sont conduits sous la direction de l'architecte Edmond Malo de Chalon-sur-Saône. Des plantations doivent avoir été faites dès cette époque. Dans les articles qu'il consacre aux sources en 1950, Louis Gerriet évoque en effet les "arbres d'une espèce inconnue [qui] se donnent de petits airs tropicaux". Un kiosque à musique entouré d'un ruisseau est également attesté.

Échec d'une relance

Le débit de la Fontaine Salée est relativement faible (6 000 litres par jour). L'entreprise de Vandal doit subir la concurrence de ses voisins, qui se sont lancés dans l'exploitation de la source Lithium et de la source Carnot, et fait finalement faillite en 1904. Charles Vandal conserve la propriété des murs, mais un repreneur assure l'ouverture des saisons suivantes. Le forage de la source Santana et l'apparition d'un troisième concurrent ont laissé peu de chances à celui-ci. En 1909, les terrains sont finalement acquis par Arthur Budan, qui possède déjà l'établissement thermal de la source Carnot et le Grand Hôtel des Bains. Sans doute s'agit-il avant tout pour lui de mettre la main sur le casino de la Fontaine Salée et ainsi de concurrencer le Kursaal, mais les travaux de captage de la source (1910) indiquent bien sa volonté aussi de relancer la Fontaine Salée. C'est finalement un échec.

Le terrain est acheté par Henri Duchemin et Jean-Michel Abord en 1913. Il est vendu à la Société des Viticulteurs de la Vallée de la Dheune (en 1952) et acheté par la commune (en 1956) qui décide de concentrer ses efforts de réhabilitation sur la source Lithium et la source Carnot. On sait d'après Gerriet que tous les bâtiments sont en ruine en 1950, à l'exception de la maison du directeur et du pavillon buvette, délabrés. L'autorisation d'exploiter la Fontaine Salée est retirée en 1958. L'ensemble des vestiges sont détruits.