Décidée par le Conseil d´Administration le 26 juillet 1856, cette nouvelle division fut construite à l´arrière du bâtiment royal, en empiétant sur environ un tiers du jardin. Les travaux furent achevés en juillet 1857. Des entreprises locales, François Gorjux pour la vitrerie et la ferblanterie, Pierre Guichard pour la menuiserie, travaillèrent sur le chantier. Les revêtements de sols, dits à la vénitienne, furent réalisés par David Crovatto. Cette extension des thermes, dite des Princes neufs, en opposition avec la première extension, dite des Princes, qui s'élevait à droite du bâtiment royal, comportait trois parties destinées respectivement aux douches, aux salles d´inhalation et aux cabines de douches de vapeur. L'ensemble des voûtes fut reconstruit vers 1904, en ciment armé, suivant les plans de Jules Pin. En 1909, l'entreprise lyonnaise, Bouché et Cie, fut chargée de réaliser un décor mural en mosaïque de granit, intitulé la Source.