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L'idée de départ était, à la suite du dur hiver de 1784, de faciliter le flottage du bois provenant de la région de Châtillon-en-Bazois vers Paris via Clamecy et les voies existantes depuis les pentes du Morvan, via un simple canal entre Châtillon-en-Bazois et la Colancelle. À la suite d'une inspection des académiciens Condorcet, Bossut et Rochon, il fut décidé en 1786 de ne pas se contenter d'un petit canal local, mais d'en faire un grand canal de jonction entre les bassins de la Loire et de l'Yonne (donc de la Seine). La Révolution interrompit les travaux qui ne reprirent péniblement que sous Napoléon 1er, puis pour de bon sous la Restauration. Le canal, dont les travaux furent dirigés par l'ingénieur Aimable Hageau, fut finalement ouvert en 1841. Il fut un important axe de communication reliant la Loire à la Seine via l'Yonne, qui contribua au développement économique des Vaux d’Yonne et de sa région jusqu’à l’arrivée du chemin de fer au xixe siècle.
Du fait de son gabarit resté réduit de Sardy à Cercy-la-Tour (écluses de 31 m sur 5,20) qui interdit les automoteurs modernes au gabarit freycinet (39 m sur 5), il est aujourd’hui exclusivement réservé à la navigation de plaisance, et beaucoup de plaisanciers le considèrent comme étant l’un des plus beaux canaux d’Europe, dont l’attrait est renforcé par la présence de remarquables ouvrages d’art d'époque (voûtes, tranchées, écluses multiples, pont-levis).
Les travaux de construction du canal commencèrent en 1784 à La Collancelle. Là fut percée sous la supervision d'Aimable Hageau la plus grande voûte du site, mesurant 758 mètres de longueur, avec en amont les étangs de Vaux et de Baye, et en aval, l’échelle de seize écluses de Sardy-lès-Épiry.
Interrompus par la Révolution, les travaux seront finalement achevés de 1822 à 1824. Philippe Fougerolle, un maçon de la Creuse, y participa2 avant de fonder en 1844 l'entreprise Fougerolle (aujourd’hui intégrée au groupe Eiffage).