Son exil en Suisse ayant pris fin, Arsène O'Mahony acheta le château de Montvallon le 30 juin 1846 pour y loger sa nombreuse famille. Cette grande bâtisse sans beaucoup de cachet, est située à Lissieu, à une dizaine de kilomètres au nord de Lyon.
Sa deuxième épouse y décedera la même année, en mettant au monde son quinzième enfant, né le 11 octobre 1846 et mort 3 mois plus tard.
Arsène revendit par acte du 10 août 1857 cette propriété qui ne sera donc restée qu'une dizaine d'années dans la famille,
et où étaient nés les 2 enfants de son 3ème mariage (Maurice et Marie).
Elle était ainsi décrite :
1° Le domaine dit de Montvallon, que M. le comte O'Mahony possède sur la commune de Lissieu, composé de maison de maître, bâtimentss d'exploitation, ferrils,
écuries, hangars, four, cellier, cour, jardins, verger, prés, vignes, forêt, bois taillis et terres, le tout d'un seul tinement d'une contenance garantie de
onze hectares quarante deux ares, vingt centiares avec toutes ses dépendances, les pressoir, cuves, vases vinaires et tous les immeubles par destination.
2° Un petit fonds planté en acacias joignant à l'ouest la terre portant le numéro 179 du cadastre, dépendant du domaine de Montvallon.
3° Un droit de prise d'eau dans le bois appartenant au sieur Benoit Voisin, propriétaire cultivateur et dama Jeanne Marie Magnin sa femme, demeurant à Lissieu.
Le domaine de Montvallon est confiné à l'est par l'ancienne route impériale de Paris à Lyon, les vignes et terres de Florentin, au nord par les terres et vignes de Florentin,
bois à Murat, terres et vignes à Thibaut, terre à Delorme, pré à Combet, à l'ouest par la terre de Delorme, par celle de Thibaut, par le chemin de la croix Rampeau
et par la terre de Viany, les terres et vignes de Vapoly, le bois défriché de Dumontet, la propriété de Cuzin et celle du Gros.
Arsène était resté seul propriétaire de la totalité du domaine par suite de la renonciation faite au greffe du tribunal civil de Lyon le 4 décembre 1856 à
la communauté d'acquêts ayant existé entre lui et défunte dame Augustine Fortunée Pasquier de Franclieu sa femme, par les héritiers cette dernière, renonciation faite en suite
d'une autorisation du conseil de famille des mineurs, prise sous la présidence du juge de paix du canton de Limonest le 6 novembre 1856.
Le bâtiment est resté à l'abandon comme en témoignent ces photos prises en 2009.
Et il a finalement été rasé fin 2013, début 2014. Le parc du château est devenu le parc municipal de Montvallon.
Le domaine de Montvallon est situé à quelques pas de l'église de Lissieu, contre laquelle Arsène et sa deuxième épouse sont enterrés.