Villars dzielił odtąd swój czas między dwie pasje: botanikę i medycynę. Badania botaniczne i gromadzenie materiałów do zielnika prowadził już od 1766 r., obejmując nimi cały Delfinat. Wykonując praktykę lekarską leczył m.in. marszałka Jeana-Baptiste Bernadotte, późniejszego króla Zjednoczonych Królestw Szwecji i Norwegii, który bezskutecznie starał się zaangażować Villarsa na stanowisko osobistego lekarza.
Gdy rewolucja francuska pozbawiła go wszystkich stanowisk i funkcji w Grenoble, postanowił przenieść się do Gap. Zanim jednak wprowadził ten zamysł w czyn, zaproponowano mu objęcie katedry botaniki w szkole medycznej w Strasbourgu. Skorzystał z propozycji, a w 1805 r. objął tamże stanowisko dziekana, które piastował niemal śmierci. Na początku 1814 r. doznał kolejno kilku ataków apopleksji, których skutkiem był częściowy paraliż. W dniu, w którym zmarł, w pobliżu Strasbourga toczyły się walki. Został pochowany w prostym grobie na cmentarzu, który zniknął w XX w., ustępując rozrastającemu się miastu.