Au XVIIe siècle, l'abbaye devient une véritable école d'érudition contribuant à l'étude historique de la ville et de la région. Elle conservera cette réputation durant le XVIIe siècle, avant que la communauté ne soit irrémédiablement dissoute durant la Révolution française en 1790. C'est sous l'Empire que l'église prend le nom d'égliseparoissiale Notre-Dame de Besançon, et que les bâtiments adjacents sont affectés à l'Université.
Durant l'époque Romane, l'édifice ne comportait pas de voûte, et des murs au style architectural spécifique de cette époque sont conservés sur les flancs de la nef, où existe encore actuellement trois chapiteaux datant du XIe siècle. Le bâtiment sera remanié plusieurs fois après sa construction, notamment lors de la conception de sa façade actuelle, qui fut imaginée et édifiée en 1720 par l'architecte Jean-Pierre Galezot. À la droite de la façade, un portail de style gothique flamboyant fut construit en 1525 sur demande de l'abbé Antoine de Montécut, premier abbécommendataire de Saint-Vincent et aumônier de Marguerite d'Autriche. Ce portail aurait été sculpté selon la tradition de l'époque par des artisans franc-comtois ou ayant travaillé en Franche-Comté après la fermeture du chantier de Brou.
L'édifice comporte une tour : la tour des cloches, conçue au XVIe siècle et qui fut pendant un certain temps la plus haute de la ville. À proximité du clocher Antoine de Montécut fit également construire une chapelle dédiée à Notre-Dame des Douleurs. À gauche de la façade se situe la porte d'accès du cloître et des bâtiments conventuels, reconstruits au XVIIe siècle et actuellement occupés par des bureaux, par des salles de cours ainsi que par la salle de bibliothèque de l'Université de Besançon. La grande nef de l'église est voûtée en 1720 et une abside créée au fond du chœur la même année[1],[2],[3].
La tour et le portail font l’objet d’une inscription au titre des monuments historiques depuis le [4].
Les vitraux du bâtiment sont eux aussi tout à fait remarquables. En effet, la vitrerie atteste du renouveau de l'art du vitrail au XIXe siècle. Dans les années 1878-1879 furent ajoutées la plupart des baies du chœur et des basses nefs, réalisées par l'artistepeintre verrier Henri Fleur, illustrant le plus souvent des scènes bibliques et hagiographiques. Un des vitraux collatéraux nord représente de manière spectaculaire la défaite des Huguenots qui, en 1575, tentèrent de s'emparer de Besançon qui était alors une cité catholique et impériale.
De nombreux autres tableaux remarquables ornent le bâtiment, notamment Notre-Dame Libératrice signée en 1815 par François Laurent Jourdain et située au-dessus des fonts baptismaux ou encore Sainte Philomène conduite au martyre, œuvre d'Édouard Baille et non datée[2].
Jules Gauthier, "L'Abbaye de Saint-Vincent de Besançon, son église, ses monuments et leur histoire", Mémoires de l'Académie des sciences, belles lettres et arts de Besançon, 1902, p. 177-205.
↑ a et bFiche documentaire de la ville de Besançon sur l'église Notre-Dame, direction de la culture et du patrimoine (Guy Barbier et Marie-Hélène Bloch), octobre 2009.
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