Pendant l’Antiquité, l’argile est utilisée pour sceller mais elle est cassante et friable. Ainsi au Moyen Age on trouve essentiellement des empreintes en plomb ou en cire, c’est-à-dire un mélange de cire d’abeille et de diverses substances pour durcir ou colorer davantage comme la résine ou encore la craie. Cependant au début, la cire reste de couleur naturelle et n’est colorée que par les hauts dignitaires : pour certaines chancelleries et au temps des Capétiens, le code était le suivant : sceau vert pour les actes royaux (chartes) à effet perpétuel, jaune pour les actes plus ordinaires et à effet limité, rouge pour le petit sceau secret (ou « cachet) à partir de Louis VI. On sait que ce code est en vigueur sous Philippe-Auguste. Cependant on trouve aussi d’autres couleurs : le blanc par mélange de la cire avec du plâtre est la première coloration de l’empreinte. Alors que le rouge et le vert s’obtiennent avec de l’oxyde de plomb et de cuivre, le brun avec de la poix, on trouve même des sceaux noirs. Mais ces autres colorations n’ont pas de réelles significations. La cire est à bon marché jusqu’au XIII° siècle : comme elle devient plus chère, le diamètre et l’épaisseur de l’empreinte diminuent. De plus, pour protéger le sceau qui reste toujours très fragile, on appliquait un vernis ou on le protégeait dans une boîte de bois de buis ou de métal. Au XV° siècle, la cire est même renforcée par du papier soudé.
Les autres matières de l’empreinte sont le métal pour les bulles (les empereurs byzantins utilisaient de l’or pour sceller leurs chrysobulles) ; les papes scellaient avec du plomb.
On trouve presque une vingtaine de variantes pour la forme du sceau mais deux prédominent : la forme ronde (ou ovale) qui est utilisée dès l’Antiquité à cause des anneaux sigillaires. La forme dite en navette c’est-à-dire en forme d’amande comme la mandorle du Christ, apparaît au X° et est souvent utilisée pour les sceaux ecclésiastiques, des prélats, des femmes et des communautés religieuses, car elle se prête aux représentations des personnages en pied. On trouve aussi des sceaux en forme d’écu, de losange, carré… La forme du sceau dépend plus des modes et habitudes régionales que de contraintes juridiques ou sociales. Ce concept s’applique aussi en général pour toutes les règles typologiques du sceau.
Sa taille n’est proportionnelle à la qualité du possesseur qu’à la fin du Moyen Age et varie entre 12 et 120 millimètres de diamètre. On a pu établir une constante de la taille : les grands seigneurs utilisaient parfois des sceaux plus grands que ceux des rois et ceux-ci ne cherchaient pas plus à montrer leur prestige social par la grandeur mais plutôt par le motif lui-même.
Alors que la bulle est toujours pendante, le sceau peut être apposé de différentes façons
Le sceau plaqué : plus ancien, il se pratique couramment jusqu’aux XI° et XII° siècles. C’est le plus simple, le plus résistant et le moins encombrant. On pratique une entaille cruciforme au bas du parchemin, sur un bord replié, les boulettes de cire sont appliquées de chaque côté puis l’impression est frappée avec la matrice. La brisure reste facile. Au XI° siècle, l’entaille est substituée à des bandelettes se croisant en étoiles.
Le sceau appendu dit sur queue pendante : à partir du XI° siècle, il est d’abord monté « sur simple queue de parchemin », c’est-à-dire qu’il pend à une languette découpée dans le parchemin qui passe entre les deux boulettes de cire ; puis « sur double queue de parchemin » en pratiquant deux courtes incisions dans le repli du parchemin. Il y a autant de bandelettes découpées que de sigillants.
A partir de Louis VII, apparaissent les sceaux pendants : une fente est pratiquée en bas du parchemin dans laquelle on passe des lacs (cordelettes) de chanvre tordu ou tressé, ou bien des cordelières ou des rubans de soie : on dit alors que le sceau est appendu « sur flot de soie ». Les deux extrémités des lacs pendants soudées par le sceau.
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