Au Ve siècle, une église funéraire est édifiée sur des vestiges gallo-romains. La crypte, sous le chœur, date de cette époque. Au Xe siècle, l'église se trouve parmi un ensemble carolingien où se tient une cour de justice. En 1345, un incendie détruit le bourg. L'église est rebâtie, les travaux principaux s’effectuant essentiellement entre 1436 et 1449, durant l'épiscopat de F. de Metz. A la base du clocher, sur le flanc sud, le riche drapier et bourgeois de Genève, M. Bernard d'Espagne fonde la chapelle Tous-les-saints, dite depuis le siècle passé, de la Vierge. Cette chapelle se distingue encore aujourd'hui par la conservation exceptionnelle de son décor peint qui se déploie sur la voûte et les parois. En 1478, sur le côté nord du chœur, on ajoute une autre chapelle de style gothique flamboyant dédiée au Saint-Esprit. Au XVIIe siècle, lors du transfert des ossements des victimes de l’Escalade, elle est rebaptisée chapelle de l'Escalade. A la fin du XVe siècle ou au début du XVIe, une restauration du choeur est réalisée, suite à des infiltrations d’eau. A la Réforme, la messe est abolie et des destructions iconoclastes ont lieu. Saint-Gervais devient alors le second temple de la cité. Entre 1546 et 1547, il est réaménagé en auditoire avec une chaire centrale, conformément aux exigences de la tradition de la Parole. Trois galeries sont édifées sur le flanc nord de l'édifice. De plus, une nouvelle rénovation est effectuée. En 1685, par suite de la révocation de l'Edit de Nantes, les réfugiés huguenots affluent. Une galerie supplémentaire est ajoutée dans la chapelle de l'Escalade. Entre 1808 et 1810, une restauration complète du temple est entreprise par Vaucher-Strubing avec un nouvel aménagement intérieur, dont l’installation d’orgues inaugurées en 1811. En 1843, l'extérieur est rénové. En 1873, les orgues sont remplacées. Entre 1901 et 1906, G. Brocher isole l’édifice en détruisant les bâtiments accolés contre le flanc nord du temple. A l'intérieur du temple, la presque totalité des aménagements protestants sont supprimés afin de reconstituer en grande partie l'église médiévale. Entre 1930 et 1931, le clocher est restauré et l'escalier extérieur médiéval qui permettait l'accès au beffroi est détruit. En 1942, le nouvel aménagement du chœur est terminé. Entre 1987 et 1996, une restauration complète du bâtiment est entreprise avec des fouilles archéologiques importantes. En mai 2012, le dernier vitrail de J.-F. Comment, réalisé par le verrier fribourgeois Michel Eltschinger après le décès de l’artiste, est inauguré ( BONNET-BROILLET-PRIVATI 1991 / BRULHART-DEUBER-PAULI (1985) 1993).

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