Herman de Courteilles transforme le domaine du Petit-Bois dès 1824, année où il en hérite. Quelques années plus tard, en 1839, il fonde la Colonie agricole et pénitentiaire de Mettray, dont il met à profit la main-d'œuvre pour aménager le parc et réaménager les bâtiments du château. L'architecte Abel Blouet, qui dirige les travaux de la Colonie, conçoit également les communs du château dans un style italianisant. Le parc devient ainsi le terrain pédagogique de l'établissement pénal : les résidents y appliquent concrètement l'enseignement reçu. Longtemps négligé, le domaine a retrouvé grâce aux nouveaux propriétaires sa structure d'origine, ses circulations et ses éléments pittoresques caractéristiques : belvédères, étang et ponts.