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- La basilique et les constructions de l'Antiquité tardive
Les fouilles menées au nord de la basilique ont révélé, pour cette période, la présence d'au moins trois bâtiments à l'architecture de pierre. L'état très fragmentaire de leurs vestiges, apparus en limite de fouille, empêche d'en connaître avec certitude l'aspect. Les trois constructions, implantées sur une trame orthogonale, semblent relever d'un même établissement. Leur taille paraît modeste. L'un des bâtiments de forme allongée se caractérise par des angles renforcés au moyen de contreforts. Un autre, qui est restitué ici avec un plan carré, présente un niveau de sol intérieur à demi enterré. Il devait être orné d'un somptueux décor dont témoignent les débris d'enduits peints et de stucs au plâtre mis au jour à ses abords.
Dans le sous-sol de la basilique, Édouard Salin, Michel Fleury et Jules Formigé ont dégagé, à partir de 1958, les maçonneries solidement constituées de la première église. Cette construction a été bâtie selon un axe, déterminé par la tombe de Denis, qui diffère sensiblement de celui des bâtiments reconnus aux alentours. L'extrémité orientale de l'édifice a disparu. Notre reconstitution adopte la proposition de l'archéologue Sumner McKnight Crosby qui clôt l'église par un mur droit passant intérieurement au pied de la tombe du martyr. La vaste construction qui mesure 9 m de largeur intérieure sur plus de 19,70 m de longueur, ne présente pas de division interne. La nef unique et le chœur, de même largeur, devaient donc être couverts d'un simple plafond abrité par un toit à deux pentes.
Avertissement relatif au modèle d'évolution de l'ensemble monumental
Restituer en trois dimensions l'évolution de l'ensemble monumental de Saint-Denis, de l'Antiquité tardive au XVIIIe siècle, est une entreprise particulièrement difficile. Le présent essai repose sur une analyse fine des données archéologiques et architecturales que nous menons depuis plusieurs années en collaboration avec des chercheurs associés : archéologues, historiens de l'architecture, architectes, géologues,...
Pour les périodes anciennes, où les constructions ne subsistent qu'à l'état de fondations, souvent morcelées, la part de l'hypothèse demeure importante. Il ne s'agit pas ici de proposer un bilan scientifique définitif car les recherches se poursuivent. Notre objectif est de rendre intelligible à un large public l'organisation de cet ensemble unique et d'aider à comprendre son évolution.