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En 1884, il va étudier sur place pendant six étés la biologie marine au Laboratoire Arago de Banyuls-sur-Mer et travaille particulièrement sur un gastéropode marin, la fissurelle (''Diodora italica''). Ce mollusque ne survivant que quelques jours dans l'aquarium du Laboratoire, Louis Boutan décida de se faire scaphandrier pour étudier directement son développement au fond de la mer. La thèse qu'il rédigea à cette occasion, intitulée ''Recherches sur l'anatomie et le développement de la fissurelle. Comparaison de la fissurelle avec les types voisins'', lui permet d'obtenir son doctorat ès-sciences à Paris, en 1886.
C'est au cours de ces recherches qu'il fut littéralement émerveillé par la découverte des paysages sous-marins « avec leurs prairies aux hautes herbes, leurs escarpements de rochers aux cavités peuplées de toute une faune ». Ses travaux le feront considérer par la suite comme un précurseur dans le domaine de la [[ph_photographie subaquatique|photographie sous-marine]].
=== Le premier caisson rigide à pression compensée ===
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