Le troisième architecte est un bisontin, Nicolas Nicole'(1702-1784). Il réalise la chapelle plus de vingt ans après l'édification des bâtiments d'accueil, en harmonisant son projet avec les réalisations antérieures. Il s'inspire de créations d'architectes parisiens tels François Mansart pour l'église du Val-de-Grâce (achevée en 1667), Louis le Vau pour l'Institut de France (1688) et Jules Hardouin-Mansart pour l'hôtel des Invalides (1706). ainsi que de Francesco Borromini pour l'église Sainte-Agnes-en-Agone. à Rome (16571, chef-d'œuvre d'archi- tecture baroque.
Eglise du Val de Grâce. Paris
Sainte-Agnès-en-Agone, Rome
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C'est grâce à un legs de l’archevêque de Besançon, Monseigneur Antoine-François de Bliterswijk de Moncley (+ 1734), et aux dons de quelques autres mécènes, que le financement de la construction de cette chapelle est assuré. Commencée en 1739, elle est achevée en 1745 et bénie le 10 août de la même année.