Connue depuis l’Antiquité, la cloche à plongeur, qui fonctionne sur le principe du verre retourné, permet à l’air d’être emprisonné et au liquide de ne pas pénétrer. L’air n'étant pas renouvelé, l'asphyxie guette néanmoins le plongeur et l'oblige à remonter fréquemment à la surface de l’eau. Employée dans un premier temps pour un simple rôle d'observation, elle est par la suite utilisée pour la récupération d'objets engloutis puis la réalisation de constructions immergées. La cloche est ainsi le point de départ de l'aventure de l'homme sous l'eau. Mais les progrès permanents des sciences et techniques ont progressivement entrainé le développement de dispositifs plus efficaces et plus fiables.

Les premiers équipements sont rudimentaires. Vers 1715, un jeune garde de la Marine, Pierre-Rémy de Beauve, présente une combinaison constituée d’un casque de métal et d’un vêtement de cuir. Le casque est relié à la surface par deux tuyaux : l’un alimenté en air par un soufflet, l’autre évacuant l’air expiré. A partir de là, les expériences se multiplient et au début du 19e siècle, les premiers équipements commencent à offrir au plongeur une certaine aisance, encore toute relative. En 1806, Pierre-Marie Touboulic, lui aussi rattaché au service de la Marine, conçoit l’ichtioandre, littéralement l’homme-poisson. Son originalité réside dans le fait que c’est un équipement autonome, sans lien avec la surface. Le plongeur est enfin libre de ses mouvements. Touboulic est considéré comme le concepteur de la plongée à l'oxygène.

En 1826, un certain Poulliot dépose un brevet d'invention « pour un régulateur applicable à l'art de respirer sous l'eau qui régule le débit d'air délivré au plongeur, à la pression ambiante ». Cette invention, pourtant sans lendemain, est cependant l’une des bases de la plongée professionnelle du 20e siècle. Bien d'autres s’en inspirent et, à partir de là, de nombreux brevets sont délivrés pour des équipements autonomes, comprenant une réserve d'air sous pression, associé à un mécanisme permettant d'en extraire une certaine quantité pour être consommée par le plongeur, lui permettant d'agir sous l’eau en toute liberté. Des lests largables assurent l’immersion ou permettent de rejoindre la surface et la protection contre le froid est garantie par un vêtement étanche. Ces premières descentes dans les profondeurs font plutôt songer à une pierre qui dégringole au fond de l'eau. On imagine alors les frayeurs des premiers plongeurs …

En dépit de cela, les recherches se poursuivent, notamment pour des équipements alimentés en air depuis la surface, à l'aide de soufflets. Certaines combinaisons sont constituées d'une armature en fil métallique recouverte d'un vêtement étanche. Elles préfigurent les premiers équipements rigides qui apparaissent au milieu du 19e siècle. Après 1850, la liste des brevets pour des appareils sous-marins est déjà longue. Le fabricant de caoutchouc Joseph-Martin Cabirol est parmi les plus inventifs et brevète un appareil qu’il nomme « scaphandre ».

Joseph-Martin Cabirol y apporte de nombreuses améliorations au fil des années, comme le rajout d'un manomètre, qui permet de connaître la profondeur du plongeur et de contrôler le fonctionnement de son équipement. Il ajoute également un quatrième hublot sur le casque, au niveau du front. Le plongeur n'est plus obligé de se pencher en arrière pour voir au-dessus de lui. La soupape d'échappement d'air est aussi désormais réglable manuellement, sur le côté du casque et à portée de main. Le système de fermeture du casque sécurisé évite dorénavant l’ouverture accidentelle. Enfin, la dernière amélioration porte sur les raccords de tuyaux, à la fois mâles et femelles.

Ses équipements connaissent un grand succès auprès de la Marine, des Ponts et Chaussées mais aussi auprès d’entrepreneurs de travaux sous-marins. Joseph-Martin Cabirol est aujourd’hui considéré comme le premier fabricant français de scaphandres dont les principes de fonctionnement perdurent encore de nos jours, plus d’un siècle et demi après leur mise au point.