Zakład rozbudował się i wkrótce zatrudniał już blisko 300 pracowników.
W 1796 roku Joseph Michel Montgolfier wynalazł pierwszy samoczynny taran wodny, czyli pompę wodną służącą do podnoszenia wody w papierni braci, w Voiron.
W 1780 Joseph przeniósł się do Awinionu, który w tym czasie nie należał do Francji, lecz był częścią państwa kościelnego. Powstawały tu wówczas m.in. liczne drukarnie, które mogły pracować niezależne od francuskiej cenzury i przepisów francuskiego prawa autorskiego. Joseph skorzystał z tej niezależności, by zdać maturę i w 1782, w wieku 42 lat, uzyskać licencjat z prawa.
14 grudnia 1782 wypuszczony przez braci Montgolfier z przydomowego ogródka balon o objętości 18 m³ osiągnął wysokość 250 m. Dwa dni później bracia sporządzili i wysłali notatkę o tym fakcie do Francuskiej Akademii Nauk.
4 czerwca 1783 na pierwszym pokazie publicznym na łące koło Annonay, ich napełniony rozgrzanym powietrzem płócienny balon Ad Astra (średnica 11,7 m, objętość 900 m³) wzniósł się na wysokość 1600–2000 m. W czasie lotu, który trwał 9½ minuty, przebył on odległość blisko 2,5 km.