Le premier établissement thermal d'Audinac a vraisemblablement été construit dans le premier quart du 19e siècle. C'est en effet ce que suggèrent les correspondances entre le propriétaire, Barthélémi Dauby, et l'Administration centrale (AD Ariège, 8M22, 1822). Le « bâtiment où sont placés les bains » est figuré sur le plan de l'établissement thermal dAudinac qui a été dressé par le géomètre Belvèze. Ce document permet ainsi de connaître les dispositions architecturales de l'édifice en 1822. Il s'agissait d'une construction simple, aux façades sobres. L'irrégularité que l'on observe dans la répartition et dans la dimension des baies de l'élévation nord traduit l'organisation interne du bâtiment ainsi que les fonctions quil abrite : les fenêtres du rez-de-chaussée, de dimensions réduites, servaient à éclairer les salles de bains, alors que celles situées au premier étage, plus hautes, permettaient l'ensoleillement des chambres.
Dès 1822, le propriétaire de l'établissement dénonce les dysfonctionnements des thermes et affirme la nécessité de déplacer le bâtiment des bains. Son emplacement serait responsable de l'altération des eaux qui « perdent une partie de leur calorique et de leurs gaz essentiels ». En outre, Barthélémi Dauby souligne qu'« un autre désavantage essentiel à signaler de cette situation, est le facile mélange d'eaux étrangères avec les eaux minérales » (Ibid.).
Le propriétaire de l'établissement n'ayant pas obtenu d'aides financières de l'Administration centrale pour construire un nouveau bâtiment, cette situation a perduré jusquaux années 1840. C'est en effet au cours de cette période que les nouveaux propriétaires ont édifié, à une trentaine de mètres plus à l'est, une nouvelle construction pour abriter les bains.
L'établissement thermal primitif a alors été remis à neuf. Pendant ces travaux, le mode de distribution des eaux a été amélioré par l'ingénieur en chef des mines Jules François pour permettre une desserte rapide des baignoires. La description qu'il fait en 1849 des « anciens Bains » indique que ces derniers se composent désormais de quinze baignoires et de deux douches (Filhol et alii, 1849, p. 7).
L'établissement « des vieux bains » demeure en usage tout au long du 19e siècle et jusqu'au tout début du 20e siècle, mais il est désormais réservé aux malades indigents (AD Ariège, 130EDT/Q11, s.d., après 1922).
Les photographies réalisées à la toute fin du 19e siècle ou au début du 20e siècle montrent qu'une buvette a été adossée à la partie ouest de la façade nord, à l'endroit où étaient captées les eaux de la Grande Source, appelée aussi Source des Bains.
La photographie aérienne datée de 1950 suggère que le bâtiment des anciens bains a déjà disparu à cette période.
