Dans les années 1850, J.-E. Robert-Houdin est considéré comme un amuseur public malgré les brevets qu'il a déposés en horlogerie et en électricité. Le cabinet de curiosités scientifiques de son théâtre ne lui suffit plus. Lorsqu'il achète sa propriété du « Prieuré » à Saint-Gervais près de Blois, c'est pour être utile à la science et se consacrer à ses recherches. Très pragmatique, il y installe de nombreuses innovations pour se faciliter la vie. Il développe des systèmes automatiques pour s'éviter les tâches répétitives et invente la domotique. L'ensemble des horloges électriques du domaine sont branchées à un régulateur électrique et donc parfaitement synchronisées. Le portail d'entrée du parc est équipé d'une gâche électrique et s'ouvre dès que l'on appuie sur la sonnette. Il y installe aussi beaucoup de ses automates, un téléphérique et d'autres merveilles qui confèrent au lieu une ambiance de parc d'attraction.

Jean-Eugène était un autodidacte en sciences appliquées, mais il déposa des brevets dans de nombreux domaines et certaines de ses inventions comme le plastron électrique des escrimeurs, ou le compteur kilométrique, sont encore utilisées de nos jours. Dès 1851, il présente aux notables de Blois une expérience d’éclairage électrique avec une lampe à arc de Foucault. Lampe qu'il a contribué à améliorer grâce à son régulateur type. Pour illuminer le banquet de la communion de sa fille Églantine en 1863, il fabrique des lampes à incandescence à fil de bambou carbonisé. Mais ce procédé lui semble limité et coûteux et il ne poursuit pas cette expérience. Il faut attendre 1878 pour que Thomas Edison fabrique une ampoule à filament métallique.

Chercheur infatigable, J.-E. Robert-Houdin travaille jusqu'à la fin de sa vie. Alors qu'il est atteint d'une cataracte, qui menace de le rendre aveugle, il décide d'aider l'ophtalmologue qui le soigne. En étudiant cette maladie, il constate que les instruments d'observation de l'oeil sont limités. Grâce à ses connaissances en optique, il réussit à élaborer de nouveaux outils d’observations qui vont permettre des progrès significatifs en ophtalmologie. En 1866, il dépose les brevets du pupilloscope (qui montre les variations de la pupille à la lumière), du pupillomètre (qui permet de mesurer le diamètre de la pupille), et du rétinoscope (qui permet l’observation du réseau sanguin de la rétine). Ses travaux reçoivent la médaille d’or du congrès international d’ophtalmologie. En 1869, il est élu membre de la société des gens de lettres pour l'ensemble de ses livres, et voit s'entrouvrir les portes de l’Académie des Sciences. Mais, l’armée prussienne prend Blois et ses environs. Au froid, s’ajoutent les pillages et les privations. J.-E. Robert-Houdin épuisé tombe malade et meurt d’une pneumonie le 13 juin 1871.