L’objectif des études est de mettre en évidence, à la lumière des caractéristiques historiques et architecturales de l’édifice, et de son état sanitaire, les interventions nécessaires à sa conservation, sa consolidation et sa mise en valeur.
Sur proposition de l’architecte en chef, le cadre et le contenu des études sont arrêtés d’un commun accord entre le service des monuments historiques (Conservation régionale des monuments historiques placée au sein de la « Direction régionale des Affaires culturelles » - DRAC) et le propriétaire, et se concrétisent par un contrat passé avec l’architecte en chef.
Les études abordent généralement le monument dans sa globalité, mais elles peuvent également se limiter à une intervention circonscrite à un ouvrage (consolidation ponctuelle, restauration d’une couverture ou d’un vitrail…). En général, elles comportent d’abord les approches suivantes : relevé (mesures sur le site et mise au net par un ensemble de plans, coupes et façades, dessin en perspective de l’édifice), description et analyses historiques et archéologiques de l’architecture, examen de l’état sanitaire (analyse des désordres et de la pathologie du monument, diagnostic). Suivant la complexité des études, l’architecte en chef peut être amené à s’adjoindre des compétences techniques extérieures qu’il doit savoir interpréter et coordonner : documentaliste (recherches d’archives), historien de l’art (études historiques), archéologue (sondages, analyses), bureau(x) d’études, laboratoires spécialisés (pathologies des matériaux : pierre, bois, métal, vitrail, enduits, peintures murales, etc.) assistés du « Laboratoire de recherche des monuments historiques » de Champs-sur-Marne (LRMH) dépendant du ministère de la Culture.
Après les analyses nécessaires, les solutions proposées doivent prendre en compte de multiples facteurs, relevant tout autant des recherches techniques de mise en œuvre et de confortation (traditionnelles ou contemporaines) que des choix de restauration dont doctrine et déontologie sont inscrites dans la « Charte de Venise ». En découlent les principes d’intervention, le programme détaillé des travaux, l’estimation des dépenses nécessaires et le découpage ou phasage par tranches fonctionnelles et financièrement acceptables.
L’étude achevée est ensuite soumise à l’avis du service des monuments historiques : inspection, inspection générale (autre architecte en chef et/ou historien) qui peut proposer au ministre chargé de la Culture, par l’intermédiaire de la direction régionale des Affaires culturelles, l’approbation du projet éventuellement amendé ou complété. Dans le cas où ce dernier soulève des questions plus délicates du point de vue technique et déontologique, ou lorsque le montant des travaux dépasse un certain seuil, le projet est soumis à l’avis de la Commission supérieure des monuments historiques (1re section, 2e sous-section).
Après leur approbation, les études débouchent sur la programmation pluriannuelle des travaux.
Dans la seconde phase de sa mission, l’architecte en chef élabore le projet détaillé d’exécution qui constitue le dossier de consultation des entreprises. Suivant l’importance des travaux et les possibilités financières des intervenants, les opérations peuvent s’articuler en une ou plusieurs tranches.
Après désignation des entreprises par la procédure habituelle d’appel d'offres, la troisième phase est évidemment consacrée au chantier, dont l’architecte en chef assure la direction, alors qu’en parallèle les dépenses sont contrôlées par un vérificateur des monuments historiques, en vue du paiement ultérieur des entreprises.
Le chantier est, par nature, l’opération la plus délicate, car elle doit assurer la meilleure adaptation possible des prévisions du projet avec la réalité du monument, dans tous ses détails. C’est alors, entre les corps de métiers et l’architecte en chef, une collaboration nécessaire qui passe par une indispensable relation de compréhension et de confiance, seule garante d’une opération réussie. Durant les travaux, des découvertes fortuites peuvent conforter, ou au contraire infirmer plus ou moins profondément le programme prévu ; c’est alors à l’architecte en chef, s’appuyant sur les capacités des différents corps de métiers, de définir les adaptations nécessaires pour préserver dans tous les détails les caractères du monument, tout en s’appliquant à contrôler les délais d’exécution, les coûts, et à respecter le cadre réglementaire du code des marchés publics.
Enfin, à l’achèvement du chantier, l’architecte en chef remet le dossier documentaire des ouvrages exécutés (DDOE), document de synthèse dans lequel sont consignés le détail des travaux, les imprévus et découvertes survenus en cours de chantier, et les modifications que ceux-ci ont pu éventuellement induire.
Dans tous les cas, l’architecte en chef des monuments historiques a une obligation de service sur l’ensemble des monuments de sa circonscription. Depuis l'ouverture à la concurrence de leur monopole en ce qui concerne les édifices classés MH privés, cette obligation de service apparait contradictoire. Elle était en effet la contrepartie du monopole dont ils bénéficiaient. L'intérêt de cet équilibre était de garantir l'égalité de traitement entre tous les monuments, que l'opération soit rentable ou non ; les grosses opérations équilibraient ainsi les petits chantiers non-rentables.
Responsable du monument qu’on lui confie et qu’il a pour mission de conserver et de transmettre, le maître d’œuvre doit en acquérir une vision prospective, et s’attacher à en comprendre les caractères, la logique qui a présidé à sa conception, son rapport avec son environnement, sa géométrie, l’ordonnancement de ses matériaux, son écriture architecturale, son originalité.
Une connaissance complète du territoire qui entoure le monument, des facteurs géographiques, climatiques, géologiques, historiques et culturels - qui sont à l’origine des différences et des ressemblances entre édifices - est indispensable. Une présence fréquente de l’architecte en chef dans sa circonscription, la connaissance des terroirs qui la composent, des visites renouvelées, des relations suivies avec ceux qui sur place détiennent des compétences spécifiques et de haut niveau (artisans, entreprises, institutions, universitaires, chercheurs …) y contribuent fortement.