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Cette 2e campagne de fouilles sur le site de Noisy a été exclusivement réalisée à l’emplacement de la grotte. Les archives signalent sa construction en 1582 à la demande d’Albert de Gondi. Des images gravées par Jean Marot vers 1650, des plans des jardins dessinés à la fin du xviie siècle et une longue description par François Bernard Boulin en 1732, permettent de localiser la grotte dans la forêt de Marly et d’en connaître les principaux aspects. La campagne de fouilles réalisée en 2017 avait permis de compléter ces données par la découverte de vestiges, notamment les restes des maçonneries et d’une partie des décors sur environ 0,50 à 1 m de hauteur. Les fouilles de l’été 2019 ont porté sur la partie nord de la grotte, du côté du terrassement supérieur mesurant environ 6 m. Pour sécuriser le chantier, un important décapage mécanique a été entrepris sur une zone d’environ 150 m2 afin de fouiller l’emplacement de l’abside sur une surface d’environ 25 m2.

Le chantier a donc débuté par deux jours de décapage (les 10 et 11 juillet) puis s’est prolongé par la fouille manuelle de la zone centrale. L’opération prévue pour durer deux semaines a été prolongée jusqu’au 1er août en raison de la présence d’un énorme bloc de plâtre décoré qu’il a fallu extraire du site. En outre, un important massif de maçonnerie était détaché de la structure d’origine dans la coupe ouest (il s’agit du négatif de l’ancien cul-de-four issu probablement de l’absidiole est) ce qui a empêché la fouille des parties inférieures dans ce secteur. Au final, 4/5 de la surface de l’abside et une partie de son vestibule d’accès ont donc été entièrement fouillés. Après une mise en protection des décors mis au jour, et laissés en place, le remblayage du site a été effectué le 2 août. Durant tout le chantier, un suivi photographique complet a été réalisé par deux appareils enregistrant en images séquentielles (time-lapse). Un reportage vidéo complet a également été effectué.

Le décapage mécanique a été réalisé par niveaux de 1,50 m depuis le niveau de l’ancien parterre haut. Le premier et le 2e niveau étaient pratiquement vierges de toute structure, hormis la découverte d’une conduite en terre cuite protégée par une maçonnerie située à environ 1,50 m de profondeur. Cette canalisation a été mesurée sur une longeur de 17 m : elle provient d’un bassin de l’ancien jardin haut de la grotte dont elle servait à évacuer les eaux. Le 3e niveau de décapage (entre 3 m et 1,50 m) a mis au jour quelques parties hautes, arrasées, des anciennes maçonneries de la grotte. En outre, les faces intérieures avaient perdu leur décor tandis que les remblais ne conservaient que très peu de vestiges. C’est donc principalement dans le niveau inférieur (sur une épaisseur d’environ 1,50 m) qu’ont été trouvés les principaux ornements de la grotte, morceaux de voutes à caissons peints et dorés, moulures et cadres ornés de rocailles et de coquillages... Un relevé photogrammétrique a également été effectué à trois reprises.

Parmi les nombreux vestiges du décor de la grotte, le bloc détaché de l’ancien cul-de-four de l’absidiole a été le plus spectaculaire. Il a été retrouvé en connexion avec les restes du décor effondré après une chute d’environ 2 m de haut. Ce bloc est en plâtre armé de silex ; il représente, à l’aide de milliers de petites coquilles (des donaces) une coquille Saint-Jacques. Sa masse est de plus de 500 kg et il mesure 1,50 sur 1,70 m. Son extraction a nécessité une intervention importante, sur le site, pour consolider sa surface externe puis pour le fixer à une armature avant de pouvoir le hisser hors de la grotte.
D’autres éléments décoratifs très intéressants ont été découverts : des sculptures en plâtre ou en pierre représentant des personnages, des fragments de bras et plusieurs mains, des torses...

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