Au , les moines cisterciens, imités ensuite par d'autres ordres monastiques, créent des granges cisterciennes ou granges monastiques qui sont de grands bâtiments isolés destinés à abriter une activité agricole ou industrielle collective effectuée sur place par un groupe de moines détachés d'une abbaye.
Certaines terres de culture, forêts ou vignobles se trouvant à plus d'une journée de marche du monastère, les bâtiments chargés d'engranger les produits finis sont progressivement transformés en véritables unités de production, avec des locaux d'habitation pour les frères convers. Ce sont les granges cisterciennes.
Chaque nouvelle grange cistercienne a une architecture qui suit un type correspondant à une spécialité de production : il existe des granges céréalières, viticoles ou d’élevage, mais aussi des granges industrielles pour le textile ou la sidérurgie, voire des granges commerciales. Elles sont exploitées par des moines spécialisés dans les travaux manuels : les frères convers. Ce mode de production utilisant des bénévoles très motivés met très rapidement les moines cisterciens en pointe dans l’usage et la diffusion des techniques médiévales dans toute l’Europe. À la fin du , les cisterciens, ayant grandement amélioré les techniques agricoles, sont devenus sans le chercher une puissance économique de premier ordre.
Agriculture
Au , les cisterciens créent, en observant les pratiques paysannes, de véritables fermes modèles adaptées aux terres locales : les granges cisterciennes. Il s’agit de domaines ruraux cohérents avec bâtiments d’exploitation et d’habitation regroupant des équipes de convers spécialisés dans une tâche et dépendants d’une abbaye-mère. Les granges ne doivent pas être situées à plus d’une journée de marche de l’abbaye tandis que la distance qui les sépare les unes des autres est d’au moins deux lieues (une dizaine de kilomètres).
Les granges cisterciennes optimisent les capacités de production agricole en introduisant une spécialisation de la main-d’œuvre. Chaque grange est exploitée par cinq à vingt frères convers (ce qui est un nombre idéal du point de vue de la gestion car, au-delà d’une trentaine de personnes, le simple sentiment de faire partie d’un groupe ne suffit plus à motiver toute la main-d’œuvre à la tâche), au besoin aidés d’ouvriers agricoles salariés et saisonniers.
La production des granges est très largement supérieure au besoin des abbayes qui revendent alors leurs surplus. Ces granges, parfois très importantes (des centaines d’hectares de terres, prés, bois), rassemblent près d’un million d’hectares. Ce système d’exploitation connaît aussitôt un succès énorme. Un siècle après la fondation de Cîteaux, l’ordre compte plus de mille abbayes et plus de six mille granges réparties dans toute l’Europe jusqu’en Palestine. Une seule abbaye, comme celle de Chaalis (actuel département de l'Oise), peut avoir jusqu'à 17 granges, allant de celle située aux abords de l'abbaye à la plus lointaine située à . Chacune développe des spécialisations entre des granges agro-pastorales cumulant élevage et petite culture, des celliers produisant du vin et des granges céréalières, la plus grande d'entre elles étant la grange de Vaulerent qui atteint au les avec des rendements de production de blé dépassant les à l'hectare .
La grande efficacité des granges cisterciennes produit des surplus commercialisables. L’économie autarcique des débuts devient commerciale. La montée de nouvelles activités, transformation des produits agricoles, travail du fer ou mainmise sur le sel comtois, est prouvée par les exemptions de péages savamment obtenues et les relais urbains mis partout en place. La transformation des cisterciens en décimateurs ordinaires est acquise avant les années 1200Réalités et évolution de l'économie cistercienne dans les duché et comté de Bourgogne au Moyen Âge. Essai de synthèse, Flaran 3. L'Économie cistercienne, géographie, mutations du Moyen Âge aux Temps Modernes, [Actes des] Troisièmes journées internationales d'histoire, Abbaye de Flaran, 16-18 septembre 1981, Auch, 1983, p. 13-52..
Viticulture Au Moyen Âge, le vin est plus salubre que l’eau et a donc une importance vitale. Les moines blancs l’utilisent pour leur usage propre et surtout pour la liturgie. De par son usage sacré, ils ont une exigence qualitative. Les cisterciens se font céder une vigne pour chaque abbaye afin quelle puisse couvrir ses besoins propres. Ils choisissent des sols propices sur des pentes ayant une orientation garantissant un bon ensoleillement, utilisent pour élever leur vins en isothermie les carrières creusées pour l’édification de leurs abbayes et développent une production de qualité qui n’est vouée au commerce qu’à partir de 1160 dans les régions favorables à une production massive comme en Bourgogne. Leur très performante organisation commerciale leur permet d’exporter leur vin jusqu’en Scandinavie ou en Frise. On sait que les moines de Citeaux furent propriétaires de vignes à Meursault après donation par de Bourgogne en 1098 (l’année même de leur installation) à leur abbé Robert de Molesme. Cependant, leur importance dans la création des grands crus bourguignons est actuellement modérée car les techniques employées ne diffèrent pas de celles des autres producteurs. D’autre part, les critères recherchés étaient à l’époque très différents des standards actuels en œnologie et on ne sait pas s’ils produisaient du blanc, du rouge ou du clairet.
Sélection des espèces
L’élevage est une source de produits alimentaires (viandes, laitages, fromages), mais aussi de fumure et de matières premières pour l’industrie du vêtement (laine, cuir) et de produits manufacturés (parchemins, corne). Au Moyen Âge, la traction animale est également une source d’énergie primordiale autant pour le transport que pour les travaux agricoles. Ainsi Bernard de Clairvaux missionne-t-il des moines de son abbaye en Italie pour en rapporter des buffles mâles afin de pratiquer des croisements. La même pratique est réalisée pour la sélection de chevaux qui, plus légers, permettent de travailler des sols bruns où le bœuf s’embourbe. Les cisterciens permettent ainsi avant tout le monde de mettre en culture des terres considérées jusqu’alors comme inexploitables. Cet effort d’importation, de sélection et de reproduction consiste avant tout à répondre à la demande de trait car les cisterciens voués à un idéal de pauvreté ne consomment que peu de viande.
De la même manière, ils ont une grande responsabilité dans la réputation de la laine anglaise qui est la matière première la plus importante de l’industrie médiévale. Elle est indispensable aux drapiers flamands et aux commerçants italiens dont l’une des activités principales est la coloration des draps (en 1273 les éleveurs anglais tondent de bêtes, soit de laine exportées). La taxe sur la laine est la première ressource fiscale pour le roi d’Angleterre. Les acheteurs Italiens et flamands cherchent à signer des contrats avec des moines cisterciens spécialisés dans l’élevage ovin car leurs animaux soigneusement sélectionnés offrent tous les gages de qualité tandis que l’organisation extrêmement centralisée des monastères cisterciens leur permet de n’avoir qu’un interlocuteur, même pour des volumes de transactions extrêmement importants (l’abbaye de Fountains dans le comté d’York élève jusqu’à , celle de Rievaulx : , celle de Jervaulx : ).
Granges industrielles
Le moulin hydraulique, avec son application du martinet, se diffuse pendant toute la période médiévale ; les monastères et les seigneurs investissent massivement dans ce type d’équipement. L’utilisation de l’énergie hydraulique plutôt qu’animale ou humaine permet une productivité sans comparaison avec celle disponible sous l’Antiquité : chaque meule d’un moulin à eau peut moudre de blé à l’heure, ce qui correspond au travail de . Les monastères sont dès l’époque carolingienne en pointe dans ce domaine car la règle bénédictine veut qu’il y ait un moulin dans chaque abbaye. Les moines blancs utilisent les techniques en vogue dans leur région : moulins à roue verticale au nord et à roue horizontale au sud.
Au , les ingénieurs médiévaux mettent aussi au point des moulins à vent à pivot vertical (qui permet de suivre les changements de direction du vent) ou à marée, qui sont inconnus dans l’Antiquité ou dans le monde arabe.
Avec la mise au point de l’arbre à cames au , cette énergie peut être utilisée pour de multiples usages industriels. Ainsi apparaissent des moulins à foulons qui sont utilisés pour écraser le chanvre, moudre la moutarde, aiguiser les lames, fouler le lin, le coton ou les draps (dans cette opération importante dans la fabrication des étoffes, le moulin remplace 40 ouvriers foulons)... Des scies hydrauliques sont attestées au .
De ces innovations techniques qu’ils utilisent avec une grande ingéniosité (ils furent parmi les premiers à utiliser les foulons hydrauliques), seul le martinet peut véritablement être imputé aux moines cisterciens, qui en généralisent l’emploi dans toute l’Europe. Ils ont en effet besoin d’outillage agricole, mais aussi de terrassement, de construction, de clous pour les charpentes, de ferrures pour leur vitraux ou de serrures et, quand les techniques architecturales évoluent, d’armatures en fer pour leurs bâtiments. Ils modifient les techniques traditionnelles en mécanisant certaines étapes du travail du fer. Dès le , des forges actionnées à l’énergie hydraulique démultiplient la capacité de production des forgerons : l’utilisation de marteaux pilons permet de travailler des pièces plus imposantes (les marteaux de l’époque pouvaient peser et frapper à la minute) et plus rapidement (des marteaux de frappant à la minute) tandis que l’insufflation d’air sous pression permet d’obtenir des aciers de meilleure qualité (en élevant la température à plus de °C à l’intérieur des fours). Dès 1168, les moines de Clairveaux vendent du fer. Cette industrie sidérurgie est très gourmande en bois : pour obtenir de fer, il faut de minerai et de bois : en , une seule charbonnière déboise une forêt sur un rayon de (donc environ).
Les cisterciens maitrisent aussi les arts verriers. Ils disposent de fours permettant de couler du verre plat. Peut-être à cause des instructions de Bernard de Clairvaux qui prônait une sobriété rigoureuse, ils créent des vitraux sans couleurs : la grisaille.
Pour les besoins de leurs constructions, ils durent fabriquer des centaines de millions de tuiles. Le four de Commelle en est la parfaite illustration : il permet de cuire entre et à la fois. Elles sont enfermées dans le four rangées en quinconce, le four étant obturé par des briques réfractaires enduites d’argile pour parfaire l’isolation. Le foyer est alimenté pendant trois semaines et il faut autant de temps pour que le four et les tuiles refroidissent. Ces fours ont été aussi utilisés pour fabriquer les carreaux de sol des abbayes.
Patrimoine foncier vignette|Grange aux Moines de Berthenay (Indre-et-Loire). Une active politique d’acquisitions foncières, aidée à ses débuts par la popularité du mouvement (qui recueille un grand nombre de legs et donations), rend rapidement l’Ordre propriétaire d’un sol mis en valeur par quelque et celliers, dont certains sont parfois très éloignés de l’abbaye. Leur génie est surtout de rendre exploitables les terres acquises qui sont souvent incultes avant leur arrivée.