772 : Charlemagne à Orléans
Charlemagne fait son entrée solennelle à Orléans pour faire ses dévotions devant la tombe de Saint-Aignan.
Il s'occupe de faire restaurer les levées de la Loire et les turcies, et décrète que les nautoniers dépendent directement de la couronne.
Il ordonne d'élever un sanctuaire en l'honneur de Saint-Aignan.
Il nomme le moine Théodulfe, alors abbé de Saint-Mesmin, évêque d'Orléans.
Théodulfe organise dans la région un système d'enseignement, réforme le système d'hospitalisation et établit dans les couvents, où la discipline avait trop souvent fléchi, la règle bénédictine qui astreint les moines à la prière et au travail.

Toute la 1ère moitié du IXème siècle fut une période de prospérité. La ville déborde largement ses fortifications.
Orléans n'est plus capitale, mais les souverains y résident souvent.

IXème siècle : La première cathédrale
Avant le VIIème siècle, on ne sait rien de "l'ecclesia" dans laquelle les premiers évêques ont célébré le culte, malgré les différentes hypothèses formulées depuis le début du XXème siècle, toutes sujettes à caution.
Au IXème siècle, la cathédrale Sainte Croix (en forme de croix) devait avoir les dimensions suivantes :
- longueur : 77 coudées, soit 78,63 m
- largeur : 33 coudées, soit 14,65 m
- longueur de chaque bras : 34 coudées, soit 15,10 m
La cathédrale était sans doute entourée d'un "quartier canonial" ou vivaient en commun les clercs, et qui occupait tout l'angle nord-est du castrum.

Février 814 : Louis 1er Le Pieux est reçu par l'évêque Théodulfe dans la cathédrale Sainte-Croix.

Entre 840 et 862, Charles le Chauve réside à Orléans ou dans les grands domaines dépendant de l'évêque d'Orléans.

848 : Sacre de Charles le Chauve à la cathédrale d'Orléans

856 à 868 : Invasions normandes

En 854, les Normands remontent la Loire et mettent le pays à feu et à sang. L'évêque Agius organise la résistance à Orléans et les Normands regagnent la Basse-Loire sans donner l'assaut.
Mais il reviennent, et le 18 avril 856, la ville est prise et pillée, puis à nouveau en 865 où Orléans est entièrement incendié, sauf la cathédrale sauvée du désastre par les habitants.
Un nouveau pillage a lieu en 868.

Orléans fut ensuite successivement gouvernée par Eudes, son fils Robert le Fort et son petit-fils Audes (comtes d'Orléans), qui mènent efficacement le combat contre l'envahisseur. Après 868, les Normands ne parvinrent plus à dépasser Angers.

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