Bien que la monarchie ait été abolie le 21 septembre 1792, Louis XVI et sa famille étaient emprisonnés depuis le 13 août. Rebaptisé Louis Capet, en référence à son ancêtre Hugues Capet, il fut traité comme un simple citoyen. La découverte de l’armoire de fer, contenant des documents prouvant sa collusion avec des souverains étrangers et sa corruption de personnalités politiques, convainquit la Convention de le traduire en justice. Après de longs débats, il fut déclaré coupable presque à l’unanimité, mais condamné à mort à une courte majorité seulement.

Louis XVI fut guillotiné le 21 janvier 1793, suivi par Marie-Antoinette le 16 octobre, puis par la sœur du roi, Madame Élisabeth. Le dauphin mourut à la prison du Temple le 8 juin 1795. Pour beaucoup, en France comme dans toute l’Europe, l’exécution du roi fut un sacrilège qui accéléra le cours des événements. Refusant la conscription dans les armées républicaines, de nombreux Français — en particulier dans l’Ouest — prirent les armes contre la Révolution, tandis que la formation d’une large coalition européenne poussait la Révolution vers une radicalisation accrue.

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En juillet 1830, Charles X publie des ordonnances qui réduisent le pouvoir des députés, restreignent le droit de vote et suppriment la liberté de la presse. Les journalistes mènent la protestation, rapidement rejoints par des foules de Parisiens. La capitale se soulève lors de trois jours d’insurrection — les Trois Glorieuses des 27, 28 et 29 juillet 1830 — qui renversent le roi et ouvrent une nouvelle ère politique.

Créé par la Constitution de l’an III (22 août 1795), le Directoire doit son nom aux cinq directeurs qui exerçaient conjointement le pouvoir exécutif. D’inspiration bourgeoise, le régime rétablit un suffrage indirect fondé sur l’impôt pour élire deux chambres législatives : le Conseil des Cinq-Cents et le Conseil des Anciens. Il devint un important laboratoire républicain, en particulier en Europe, où furent établies plusieurs républiques sœurs. À Paris, les institutions scientifiques existantes furent confirmées et de nouvelles furent fondées, en faisant appel à un vivier de talents plus large ; en 1798, un voyageur décrivit la capitale comme le grand tourbillon du monde, animée par une jeunesse ostentatoire.

Néanmoins, la guerre civile et les troubles persistèrent. Conspirations et coups d’État, tant de la gauche néo-jacobine que de la droite royaliste, se succédèrent jusqu’au coup d’État de Napoléon Bonaparte le 9 novembre 1799 (18 brumaire an VIII). Le Directoire fut alors remplacé par le Consulat, un régime autoritaire dirigé par trois consuls, dont le premier, Bonaparte, fut nommé à vie en 1802 et détenait en réalité tous les pouvoirs.

Refusant d’accepter les limites à son pouvoir, Louis XVI tenta de fuir dans la nuit du 20 au 21 juin 1791, mais il fut intercepté à Varennes et ramené aux Tuileries dans une atmosphère tendue. La plupart des députés optèrent pour une monarchie constitutionnelle et, le 14 septembre, le roi prêta serment à la Constitution de 1791. L’Assemblée constituante laissa la place à l’Assemblée législative, tandis que la Révolution, perçue comme une menace par les cours européennes et les émigrés royalistes, exposait la France au risque d’invasion. Anticipant le danger, les Français déclarèrent la guerre à l’Autriche le 20 avril 1792.

Dans le même temps, le double jeu du roi devenait de plus en plus visible, et les républicains radicaux préparaient une insurrection. Dans la nuit du 9 au 10 août, une Commune révolutionnaire remplaça l’ancien conseil municipal, et le 10 août des volontaires fédérés et des ouvriers parisiens attaquèrent les Tuileries. Les pouvoirs du roi furent suspendus et une nouvelle Convention nationale fut élue au suffrage universel masculin. Le 21 septembre 1792, elle abolit la monarchie ; le lendemain, la France devenait de fait une république.

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La Révolution a remodelé la vie quotidienne en France. Le pays fut réorganisé en départements, et l’ancien patchwork de poids et mesures fut remplacé par un système métrique unifié utilisant mètres, litres et grammes. Dans le même temps, l’idée moderne du musée émergea : une institution publique ouverte à tous, préservant des objets rares et précieux comme mémoire partagée du passé.

La Convention nationale, qui entra en fonction le 21 septembre 1792, était divisée entre deux grands groupes politiques : les Girondins, partisans d’une république libérale et modérée, et les Montagnards, plus proches des sans-culottes et favorables à de vastes mesures d’exception. Au printemps 1793, la Convention créa un Comité de salut public et réorganisa le Comité de sûreté générale. Après l’éviction des Girondins le 2 juin 1793, les Montagnards firent adopter la Constitution de l’An I, plus démocratique.

Confrontés à la guerre civile et à l’invasion étrangère, les députés laissèrent un héritage contrasté. La dictature révolutionnaire réprima toute opposition et exclut les femmes de la vie politique, mais elle introduisit aussi des réformes politiques, économiques et institutionnelles fondamentales, dont la première abolition de l’esclavage de l’histoire, le 4 février 1794. Le 10 juin 1794 (22 prairial An II), une nouvelle loi accéléra la répression politique. L’arrestation et l’exécution de Robespierre et de ses alliés, le 27 juillet 1794 (9 thermidor An II), marquèrent un tournant et la volonté de modérer la Révolution. En 1792, les Montagnards, alliés aux sans-culottes, avaient triomphé des Girondins ; en 1794, leur propre chef fut à son tour guillotiné.

Pour rivaliser avec la Rome antique, Napoléon fit construire des monuments de style romain, comme l’Arc de Triomphe, et lança de grands travaux pour moderniser Paris. Il dota la capitale de nouveaux marchés, de fontaines, d’un canal et d’un réseau d’égouts plus systématique. À cette époque, Paris était devenue une métropole de plus de 600 000 habitants.