En septembre 1992 furent mis au jour 18 chapiteaux de colonne engagée, utilisés depuis deux siècles dans les fondations d'une grange monumentale dans un domaine des environs de Limoges. Après une longue tractation, ces chapiteaux, classés Monuments Historiques par décret du 2 août 1994, ont été achetés en décembre 1994 par la Ville de Limoges avec l'aide du Fonds Régional d'Acquisition pour les Musées (FRAM) et le Crédit Agricole du Centre Ouest.
Ils constituent une très importante découverte archéologique, car l'abbaye de Saint-Martial a été détruite en 1791 en raison de sa vétusté, sans que des dessins ou gravures nous conservent une image précise et fiable de son élévation et de sa décoration. Sculptés dans le granit (un des chapiteaux est en calcaire) sur trois faces, ils portent un décor inspiré du modèle corinthien ou à base d'entrelacs et de motifs végétaux. Le traitement est assez rapide, en raison de la dureté de la pierre ; on a tout lieu de croire que le travail de sculpture était complété par de la polychromie, dont quelques traces sont apparues au moment du nettoyage.
L'analyse ne permet pas, pour le moment, de proposer avec certitude l'emplacement qu'occupaient les chapiteaux dans l'édifice. Par ailleurs, aucun texte contemporain ne relate de manière suffisamment précise les travaux effectués dans l'abbaye tout au long du XIe siècle. Toutefois, les comparaisons avec des sculptures apparentées dans leur structure et leur répertoire décoratif -ainsi que le rôle de moteur joué par l'abbaye de Cluny, à laquelle Saint-Martial est rattaché en 1062-, permettent raisonnablement d'envisager une datation dans le 3ème quart du XIe siècle pour cette série de chapiteaux qui constituent le rare vestige de l'une des plus puissantes abbayes de l'occident médiéval.