L’église de Cantenay-Epinard n’a pas toujours été située au lieu actuel. Au Moyen-Âge, le centre de la paroisse se trouvait au Vieux-Cantenay, où des vestiges de l’ancienne église, dédiée à saint Hilaire, existent toujours dans la propriété appelée la Hautvraie. Située près des prairies qui longent la Sarthe, cette église se retrouvait souvent entourée d’eau. Le prêtre et les fidèles étaient obligés de prendre la barque pour célébrer la messe. Lorsque le cimetière qui l’entourait se trouvait inondé, on utilisait un cimetière provisoire, hors d’atteinte des crues : la croix de Moulivet en marque encore l’endroit.
A Epinard, une petite chapelle dédiée à saint Sébastien existait depuis l’antiquité, presque à l’endroit de l’église actuelle. En 1444, l’abbesse du Ronceray, dont dépendait le village, obtint l’autorisation d’y faire célébrer la messe une fois par semaine, et chaque jour lorsque l’église paroissiale était inondée.
Au fil du temps, les habitants de Cantenay se sont regroupés à Epinard, situé plus en hauteur. En 1790, les deux paroisses sont regroupées en une seule commune : Cantenay-Epinard. La chapelle Saint-Sébastien, qui n’était plus qu’une grange, fut détruite en 1807 lors de l’édification de la nouvelle église paroissiale. Elle remplace celle de Cantenay et reprend son nom d’église Saint-Hilaire. La construction de l’église, de style néo-grec, et de la cure qui surplombait l’actuelle place du presbytère, fut achevée en 1810.
En 1861-1862, l’église fut entièrement restaurée, agrandie et dotée d’un clocher. Cette restauration, dont les frais sont totalement pris en charge par la commune, change totalement l’ensemble de l’édifice : on pourrait dire que l’église est neuve. La première cloche fut mise en activité en 1873.
En 1898, à l’initiative des demoiselles Berthe et Marie Logerais, des travaux d’amélioration et de réfection furent entrepris. On ajouta des contreforts, on perça des fenêtres romanes, on refit l’intérieur : voûtes et colonnes des bas-côtés.
Les clés de voûte portent les blasons de l’évêque et du pape de l’époque :
Sur celui de Mgr Rumeau nous voyons une gerbe dorée avec la devise « Pater et custos » qui signifie père et protecteur.
Sur celui du pape Léon XIII, nous voyons une étoile filante avec la devise « Lumen en Coelo » qui signifie une lumière dans le ciel.
Tout fut réalisé aux frais des demoiselles Logerais, qui devinrent propriétaires de l’église. Elles en firent don à la commune en 1903. Elles financèrent par ailleurs la construction de l’école Sainte-Anne en 1904. La rue Logerais, qui monte face au portail de l’église, rappelle le nom de ces généreuses donatrices, alors propriétaires du manoir de Maulny et de nombreuses fermes de Cantenay-Epinard. Lors du décès d’un jeune frère, elles firent ériger une chapelle près d’une de leurs fermes, non loin du château. Plus tard, elles y furent elles-mêmes inhumées ainsi que les membres de leur famille.
En 1920, un incendie dans le clocher détruisit la charpente. Le toit actuel est beaucoup moins effilé que celui d’origine, dont la flèche culminait à 35 mètres de hauteur.
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