Миледи каким то образом себя выдала в разговоре с графом, непосредственно предшествующем повешению.
Граф сразу после повешения отдает приказ повесить и "брата" - без допроса. Значит ему все стало с "братом" ясно:
"— Очевидно, первый возлюбленный красотки и ее соучастник, достойный человек, который и священником прикинулся, должно быть, только для того, чтобы выдать замуж свою любовницу и обеспечить ее судьбу."
Ну а то, что Атос при последующей встрече называет Миледи демоном, которого он хочет победить с божьей помощью, а также тот факт, что Миледи верит в дьявола (глава "3-й день заключения" романа) указывают на одно из двух:
1) Миледи взбесилась и набросилась на графа (как набросилась в аналогичной ситуации обнаружения ее клейма на Д'Артаньяна), отсюда и разорванное (или сорванное, как ближе к французскому оригиналу) платье Миледи.
2) Миледи пробовала воззвать к чувствам графа (как она в аналогичной ситуации ее казни пробовала воззвать к чувствам Д'Артаньяна), но он не поддался - тогда она его прокляла.
Я склоняюсь ко второму варианту, потому что первый вариант - вообще близок к самообороне, а не убийству, которое Атос признает. Граф после повешения уходит в мушкетеры, практически ищет смерти, хотя долг знатного феодала велит ему искать другую невесту для продолжения рода, который будет продолжать служить родине. Сексуальное напряжение Атос снимает алкоголем. Но потом с Шеврез у него все получилось)
Думаю, что он преодолел проклятие Миледи, что никогда не будет отцом и его род прервется. Заодно Миледи своим проклятием заставляет графа ошибиться при повешении так, что она выжила.
На суде граф дрожит как "лев дрожит при виде змеи", когда вспоминает казнь.
Есть еще одна наводка Дюма на обстоятельства повешения.
В двух ситуациях, когда мушкетеры становятся свидетелями отравления - Атос резко впадает в ступор, в то время как другие активно действуют. Когда отравили Констанцию - Атос говорит, что от яда, который подмешивает Миледи, нет противоядия.
Значит было отравление кого-то из домочадцев графа в период между свадьбой и охотой, его пытались спасти, но не удалось. Тогда граф не знал КОГО именно винить, но теперь, когда Миледи присылала отравленное вино в армию, а Констанция назвала леди Винтер, наливавшую ей вино - он точно знает, кто отравительница.
А после обнаружения клейма граф, видимо, догадался, КТО И ПОЧЕМУ хочет его смерти. Клеймо то долго не скрыть.