Léonard est entré au service de François Ier, se voyant accorder l'usage du manoir du Clos Lucé

En 1516, Léonard est entré au service de François Ier, se voyant accorder l'usage du manoir du Clos Lucé, près de la résidence royale du château d'Amboise. Fréquemment visité par François Ier, il a dessiné les plans d'une immense cité royale que le roi avait l'intention d'ériger à Romorantin, et a fabriqué un lion mécanique qui, lors d'une fête, a marché vers le roi et, après avoir été frappé par une baguette, a ouvert sa poitrine pour révéler un bouquet de lys. Léonard était accompagné à cette époque par son ami et apprenti, Francesco Melzi, et soutenu par une pension totale de 10 000 écus. À un moment donné, Melzi a dessiné un portrait de Léonard ; les seuls autres connus de son vivant étaient un croquis d'un assistant inconnu au dos de l'une des études de Léonard (vers 1517) et un dessin de Giovanni Ambrogio Figino représentant un Léonard âgé avec son bras droit soutenu par un tissu. Ce dernier, en plus du récit d'une visite en octobre 1517 par Louis d'Aragon, confirme le témoignage selon lequel la main droite de Léonard était paralysée à l'âge de 65 ans, ce qui pourrait expliquer pourquoi il a laissé des œuvres telles que la Joconde inachevées. Il a continué à travailler dans une certaine mesure jusqu'à ce qu'il tombe malade et soit alité pendant plusieurs mois.

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