La première église de Brancion, placée sous le vocable de Saint-Pierre, est mentionnée en 964 dans une charte de l'Abbaye de Cluny.
De petite taille, elle fut reconstruite au XIIème siècle, en moellons calcaires, à l'emplacement du sanctuaire primitif, à la pointe de l'éperon rocheux, sur un plan en croix latine très élaboré, avec nef à cinq travées voûtées en berceau brisé, transept, bas-côtés, une abside, deux absidioles et un clocher carré, sur coupole à trompes à la croisée du transept.
L'intérieur est sombre car le vaisseau principal, peu élevé, ne possède pas d'éclairage direct, et seules les étroites baies des bas-côtés dispensent une lumière parcimonieuse. Les peintures murales qui ornent une partie de l'édifice furent réalisées, à l'époque médiévale.
L'édifice fut classé Monument Historique sur la liste de 1862.
Le paradis représenté par Abraham tenant les coin d'une nappe où s'enfouit un groupe d'âmes. A gauche, un ange lui apporte l'âme de la défunte.
Les douze Apôtres à droite.
Six pélerins en oraison s'approchant d'une église (Le St Sépulcre?) à gauche.
La Nativité au milieu.
Saint Jean l'évangéliste à droite.
1840 - 1850 : les plus anciennes reproductions connues des peintures murales de l'église de Brancion furent réalisées entre 1840 et 1850 par Marcel Canat de Chizy : la présence de nombreuses lacunes montre que l'état de conservation de ce décor était déjà très mauvais. En 1908, Jean Virey note "le mauvais état de conservation de ces peintures", celles "décorant l'abside et les absidioles sont en train de disparaître".
1909 : l'église était à l'abandon, et ce n'est qu'en 1909 que des travaux de réfection de couvertures permirent de protéger les décors. Dans l'abside, les baies d'origine, obstruées au XIVème siècle, furent rétablies, et celle ouverte à la même époque, fut rebouchée; de même les murs furent débadigeonnés.
1930 : ce n'est qu'à la fin des années 1930 que les peintures murales furent restaurées. Comme il était alors fréquent, les compositions les plus abîmées furent transposées sur toile. En 1942, 1943 et 1949 des photographies et des relevés à l'aquarelle sont réalisés. L'humidité étant toujours présente, il fallut, dans les années 60, envisager une nouvelle restauration.
1976 : une intervention légère est effectuée sur les peintures en 1974 et 1976 : les peintures de l'absidiole sud, où il y avait eu une transposition défectueuse, furent refixées et les sels furent enlevés ; dans l'absidiole nord, les peintures furent nettoyées, consolidées pour certaines, déposées et reposées pour d'autres ; dans le collatéral nord et le chœur, les décors furent nettoyés et consolidés. Malgré ces interventions compromises par les défauts des supports, les peintures ont continué à se dégrader, jusqu'à atteindre aujourd'hui un état très alarmant.
1983 - 1999 : en 1983, la couverture du bas-côté nord a été refaite pour abriter les peintures qu'il contient. Enfin au printemps 1999, les peintures du chœur et de l'abside ont fait l'objet d'une consolidation provisoire d'urgence dans l'attente de la réalisation du programme des travaux d'assainissement et de restauration mis au point par le service des Monuments Historiques.
2000 : des travaux permettant de stabiliser l'état de conservation en attendant une intervention sur la structure de l'édifice ont été réalisés ; refixage d'urgence, traitement biocide et stabilisation des sels.
Pendant les saisons intermédiaires (printemps automne) le visiteur de l'église est surpris par l'humidité qui règne à l'intérieur de l'édifice.
Au début du XIXème siècle, l'église n'était pas entretenue, et cela depuis de nombreuses années, le village de Brancion étant progressivement déserté. Un devis, daté du 2 Juin 1834 nous apprend qu'un arc-doubleau de la voûte de la nef est effondré, et déjà , vers 1860, l'état de conservation des peintures murales est très mauvais.
Dans une lettre de, 1898, le Préfet de Saône-et-Loire fait état de l'abandon dans lequel se trouve toujours l'église, et il est même proposé de la désaffecter.
Enfin, en 1909, les couvertures sont refaites, les baies de l'abside sont remises dans leur état d'origine, et ce n'est qu'à la fin des années 1930 que l'on commença à s'intéresser à la conservation des décors peints.
Après des études hygrométriques, des sondages transversaux et un examen des désordres, il apparaît que cette humidité provient de sources différentes.
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Remontées capillaires : le socle de l'église est un calcaire jurassique, mais le dallage repose sur un remblai de terre qui absorbe les eaux de ruissellement des toitures. Les joints des murs, refaits en ciment en 1911, sur une hauteur de 3 mètres forment une barrière étanche et favorisent une remontée capillaire plus haute.
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Infiltrations par les murs : au-dessus de ce jointoiement étanche, des joints creux et des fissures laissent entrer les eaux de pluie qui restent emprisonnées dans l'épaisseur des murs. Infiltration par les toitures : certaines couvertures en laves ont été refaites en 1909, d'autres en 1928. L'ensemble n'est plus étanche, et les noues entre les absidioles et l'abside, trop profondes, débordent, par grande pluie, sur les maçonneries adjacentes.
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Condensation : l'épaisseur des murs, la quasi absence d'ouvertures, et l'inertie du socle calcaire sur lequel repose l'église engendrent une grande inertie thermique.
L'église de Brancion forme avec son architecture très élaborée et son décor peint un ensemble indissociable donnant un aperçu des intérieurs des églises romanes tels qu'on peut les voir encore dans les églises byzantines, ou même, près d'ici, dans la chapelle des Moines de Berzé-la-Ville.
Si l'humidité qui règne dans cet édifice est peu dommageable pour le gros œuvre entièrement en pierre, elle compromet irrémédiablement les peintures murales dont la disparition serait une mutilation du monument.
La comparaison des campagnes de photos exécutées régulièrement fait apparaître une dégradation continue qu'il est urgent d'arrêter.
Le projet de sauvegarde porte parallèlement à une consolidation provisoire des peintures, essentiellement sur un assainissement des maçonneries et des toitures : étanchéité du clocher, réfection des couvertures en laves avec modification des noues des absidioles, et lutte contre les remontées capillaires du sol, par le dégarnissage des joints en ciment, et la récupération des eaux de pluie par un drainage périphérique.
Malgré les aides publiques, de tels travaux dépassent par leur ampleur les possibilités financières de la commune rurale de Martailly-lès-Brancion qui a en charge une autre église dans le bourg.
Gisant de Jocerand de Brancion