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Les premières Grandes serres datent de 1865-1867. Beaucoup plus modestes qu’aujourd’hui, elles sont bâties en bois et nécessitent d’être rapidement reconstruites.

L’ingénieur Gobin réalise alors la serre aux Pandanus, puis l’ingénieur Domenget dessine la serre aux Camélias sur le même modèle, avant d’entamer la reconstruction des trois chapelles centrales entre 1880 et 1882.

Près d’un siècle plus tard, en 1972, une étude pour la restauration des Grandes serres donne un résultat sans appel : le dôme central, trop endommagé, doit être détruit ! Une nouvelle serre prend sa place, aux lignes moins harmonieuses.

À l’avant des Grandes serres se trouvaient des petites serres et le Jardin mexicain, où étaient exposées les plantes succulentes en été depuis 1889.

Dans les premières années du XXe siècle, ce secteur est totalement modifié : les petites serres et le Jardin mexicain sont déplacés à l’avant de l’entrée du Lycée du Parc, et remplacés par un jardin français.