Non content du laboratoire, Boutan était un scientifique aventureux. À 18 ans, en 1880, un an après l'obtention de son doctorat en sciences à l'Université de Paris, il se rend en Australie pour étudier l'embryologie des marsupiaux. Quelques années plus tard, il devient maître de conférences à l'Université de Lille. Il a étudié la vie marine dans le sud-ouest de la France et dans la mer Rouge..
C'est dans le sud-ouest de la France que Boutan a commencé à imaginer les possibilités de la photographie sous-marine. Le laboratoire Arago est situé au-dessus de la baie de Banyuls-sur-Mer, un petit village de pêcheurs situé à proximité de la frontière espagnole, qui, pendant des siècles, a joué un rôle important dans la contrebande. Arago a été ouvert en 1882 par Henri de Lacaze-Duthiers, zoologiste très respecté de l'Université de Paris, pour l'étude de la biologie marine. (Il existe encore aujourd'hui, comme l'observatoire océanologique de Banyuls sur mer). La première plongée de Boutan pour examiner les mollusques qui l'intéressaient tant s'y passa eut lieu en 1886, mais ce n'est qu'après son entrée chez Lacaze-Duthiers à Paris cinq ans plus tard qu'il commença à affiner ses idées sur la photographie sous-marine..
L’expérience de la plongée semble avoir été révélatrice pour Boutan. Plus tard, il a raconté: «Tout était si beau et si étrange que je me suis souvent retrouvé dans mon désir de pouvoir dessiner ou peindre la scène, de manière à pouvoir faire remonter à la surface un souvenir de ce que j'avais vu ci-dessous." Boutan a décidé de photographier ces "paysages sous-marins".
Au début des années 1890, la photographie avait parcouru un long chemin depuis que Louis Jacques Mandé Daguerre avait présenté son daguerrotype éponyme au monde en 1839. Malgré les progrès réalisés, le procédé nécessitait toujours des plaques de verre ou de métal, des produits chimiques et des temps d'exposition calculés avec soin. Dans son livre sur le sujet, La Photographie Sous-marine et Les Progrès de la Photographie, Boutan a rappelé ses propres doutes: "Un environnement sous-marin est-il inapproprié pour prendre de bonnes photos?"
Boutan n'a pas été le premier à expérimenter la photographie sous-marine. En 1856, l'avocat anglais William Thompson se rendit dans la baie de Weymouth, dans le Dorset, pour voir ce qu'il pouvait accomplir avec une caméra en verre au collodion humide logée dans une boîte en bois spécialement conçue à cet effet. Il a descendu la boîte dans l'eau et, à l'aide d'une ficelle, a tiré le volet. Le résultat est considéré comme la première image sous-marine au monde, bien que la photographie résultante ne représente que des gris sombres.
Boutan savait que la photographie sous-marine était confrontée à deux problèmes majeurs: la pression et la lumière. Alors, comme tout bon scientifique, il a commencé à expérimenter.
Le premier appareil qu'il a conçu, avec l'aide de son frère Auguste, un ingénieur, était une caméra de détective (un petit style d'appareil-photo discret pour l'époque) dans une boîte en cuivre étanche. Un levier actionnait l'obturateur et les plaques, et un ballon en caoutchouc, relié à la boîte par un tube, introduisait de l'air dans la boîte à mesure qu'elle descendait et que la pression de l'eau s'accumulait. Boutan a d'abord essayé d'utiliser cet appareil en 1893, mais il a trouvé les résultats «uniformément obscurs».
Il continua ses expériences en utilisant un filtre bleu pour compenser la nébulosité et en se déplaçant dans la baie voisine du Troc pour une meilleure visibilité. Puis, en 1896, il essaya quelque chose de complètement nouveau: une caméra dans laquelle les plaques n'étaient pas protégées de l'eau. Il utilisa des plaques spécialement vernies pour contrecarrer l'effet de l'eau salée, mais les résultats furent, selon les mots de Boutan, «médiocres».
Donc, Boutan a revisité son premier appareil, avec des améliorations. Il a fait la lentille astigmatique pour tenir compte de la réfraction. La boîte qui contenait la caméra était en fer, pas en cuivre. Ces ajouts ont ajouté quelques complications: Il a fallu trois hommes pour déplacer l'appareil. La nouvelle lentille ne pouvait pas être focalisée en la pointant vers le fond de la mer. La caméra a donc dû être abaissée juste sous la surface à l’aide d’une poulie. Boutan a placé une ardoise contenant une écriture à une distance fixe de l'objectif et ajusté la mise au point en conséquence.
Que Boutan soit lui-même submergé pour prendre la photo (en combinaison de plongée avec un casque métallique) ou ne dépende pas entièrement de la profondeur. S'il plongeait, il se mettait en position et signalait, par une corde, au capitaine d'abaisser l'appareil, en trois parties: le support, suivi de la caisse elle-même, puis un poids pour stabiliser le tout. Une fois installé, Boutan a décrit le processus comme un «processus tranquille». Il a alors signalé, par l'intermédiaire de la corde, au capitaine de commencer à chronométrer l'exposition. Le capitaine tirait alors sur la corde quand le temps était écoulé, Boutan pouvait fermer le volet et lui-même et son engin pourraient retourner à la surface..
À d’autres occasions, Boutan a simplement descendu la caméra d’un bateau et tiré l’obturateur avec une corde, comme l’avait fait Thompson à Weymouth Bay des décennies plus tôt, mais avec une légère modification. «Quand j'ai commencé ces expériences, j'ai découvert que des images assez satisfaisantes pouvaient être prises à une profondeur de quatre pieds. Il est donc inutile que l'opérateur se plonge lui-même», a-t-il écrit en 1889. «Au moyen d'un tube métallique s'élevant depuis le miroir de visée, j'ai pu voir depuis la surface la photo que je voulais prendre. "Il s'était fabriqué un viseur sous-marin..
Tout au long de ses expériences, Boutan, à l'instar des photographes sous-marins modernes, était obligé de s'attaquer au problème critique de la lumière. Il a testé différentes ouvertures et, avec l'ingénieur électricien M. Chaufour, a créé ce qui était essentiellement une ampoule immergée sous-marine à partir d'une bouteille en verre contenant de l'oxygène et d'un fil de magnésium pouvant être enflammé avec un courant. Mais c'était imprévisible. La bouteille pourrait exploser ou la lumière pourrait être obscurcie avec de la vapeur ou briller de manière inégale.
Boutan a cherché une autre source de lumière et à la fin, une source de lumière l'a trouvé. Un fabricant d'optique avait fabriqué deux télescopes pour photographier les étoiles pour l'exposition de 1900 à Paris et souhaitait inclure dans son écran des images de l'océan. Le président de la société a écrit à Boutan pour lui proposer tout ce dont il aurait besoin pour créer une source de lumière électrique sous-marine, à condition que toutes les photographies prises par Boutan soient utilisées pour l'exposition..
Avec ce financement bien nécessaire, Boutan a construit deux lampes à arc sous-marines alimentées par batterie qui pourraient brûler, immergées, pendant une demi-heure, bien qu’il ait fallu 70 heures à une machine à vapeur pour les charger. Boutan les testa une nuit sans lune en août 1899 et, après un autre résultat insatisfaisant, il repositionna les lampes de part et d'autre de la caméra et abaissa l'appareil complet à 20 mètres. Son sujet de prédilection était une enseigne immergée portant la mention «Photographie Sous-Marine». Il a fallu une heure pour ramener l’équipement à bord, dont le poids total se situait entre 1 100 et 1 320 livres. Mais cela en valait la peine. Malgré la profondeur, l'image était nette et nette.
À travers son expérimentation implacable, Boutan a créé des photographies que le monde n'avait jamais vues auparavant. Il a pris un autoportrait sous-marin, les joues comblement gonflées d'air. Et il a photographié un plongeur, son assistant, Joseph David, un matin d'automne dans la baie du Troc, à l'aide de son troisième et dernier engin sous-marin. Boutan a tiré la corde pour l'obturateur d'un bateau 10 pieds plus haut.
Le Français a été à l'origine de nombreuses premières, dont le premier livre sur la photographie sous-marine, publié à l'occasion de l'Exposition de Paris en 1900. Ses étudiants l'auraient appelé le «loup de mer». Mais après les dernières expériences de l'exposition, il n'a pas pris une autre photo sous-marine. En 1929, il se retira à Tigzirt-sur-Mer, sur la côte algérienne, et laissa sa vie sous l'eau. Ou l'a-t-il fait? À sa retraite, il a écrit et peint des peintures murales sous-marines.