Шарль и Роберы значительно превзошли «школу Монгольфье» по части технических усовершенствований. Оболочка воздушного шара была строго сферической формы. Она состояла из ровных сегментов красной и желтой прорезиненной тафты. Эти сегменты были сшиты необычайно аккуратно. Диаметр шара составлял 8,5 м. Верхняя половина аэростата была плотно покрыта сеткой, поддерживающей гондолу. Достаточно сравнить этот способ с прикреплением галереи прямо к оболочке шара в «монгольфьерах», чтобы оценить значение этого усовершенствования. Однако самыми важными нововведениями в аэростате Шарля явились «аппендикс» и выпускной клапан.
Дело в том, что, попадая в слои воздуха с пониженным давлением и, как правило, нагреваясь выше окружающего воздуха благодаря условиям солнечного освещения, водородный аэростат должен раздуваться и в конце концов лопнуть, как это было при опыте на Марсовом поле. Шары Монгольфье не испытывали ничего подобного, так как имели внизу большое отверстие и, кроме того, нагретый дымный воздух быстро остывал. Для того чтобы поддерживать постоянное давление в шаре, талантливый ученый Шарль устроил так называемый «аппендикс». Он представлял собой цилиндрический придаток внизу шара, через который газ мог выходить при расширении, как только давление внутри оболочки превышало давление наружного воздуха. Клапан помещался сверху шара и открывался при помощи шнура. Он служил для спуска аэростата.
Постройка производилась в концертном зале дворца Тюильри, а наполнение шара газом — в Тюильрийском саду. Разрешение на полет было дано 1 декабря 1783 года. Полет прошел весьма благополучно и ясно показал все преимущества водородных шаров.
Часть балласта была выброшена, и шар с золоченой гондолой поднялся плавным и все ускоряющимся движением. После того как высота подъема достигла примерно 570 м, Шарль перестал подниматься, пустив шар по воле ветра почти в горизонтальном направлении. Через 2,5 часа, пролетев около 40 км, аэронавты спустились возле местечка Нель. Там их встретили крестьяне, уже не считавшие воздушный шар дьявольским наваждением.
Возвращение Шарля и Робера 2 декабря в Париж вместе с шаром, положенным на телегу, представляло собой триумфальное шествие. Король пожаловал Шарлю пенсию в 2 тысячи ливров в год и распорядился, чтобы его полет был изображен на специальных медалях вместе с полетом Пилатра де Розье. На этих же медалях были запечатлены профили изобретателей первого шара — братьев Монгольфье.
