En 1797, Klingert met au point le premier véritable scaphandre. Constitué d'une veste, d'un pantalon de cuir étanche, de lest et d'un casque à hublots dans lequel arrive un tuyau injectant de l'air et un autre pour l'expiration. Grâce à cet équipement, des hommes peuvent marcher au fond des mers. Son invention connaît un grand succès.

Le plongeur peut donc respirer l'air de la poche sur son dos et l'air est régénéré à la surface.

Un allemand du nom Auguste Siebe, surnommé par plusieurs comme étant le véritable "père de la plongée", va faire améliorer ce "scaphandre" jusqu'à un équipement encore utilisé de nos jours avec le scaphandre lourd. À partir de la cloche de Denis Papin, dont il réduit les dimensions à la taille d'un homme, il fait ses premières tentatives concluantes: le plongeur, confortablement lesté, respire de l'air comprimé mais il doit rester tout à fait droit pour éviter que l'air ne soit remplacé par de l'eau.

En 1837, il dessine une "peau de bouc" qui englobe tout le corps, membres compris et est raccordée à un casque. Cette fois, le plongeur peut se déplacer comme il veut sans risquer de perdre son gaz vital. Il suffit de chasser régulièrement l'air excédent par une purge.

En 1823 l'anglais Charles Anthony Deane obtient un brevet sur une invention qu'il nomme "casque à fumée". Conçu d'abord pour les pompiers, ce casque sera rapidement utilisé par les plongeurs. Le casque tient sur la tête du plongeur grâce des plombs et à des attaches. L'air provient de la surface avec des tuyaux. En 1828, Charles et son frère se font remarquer sur le marché avec ce nouveau casque qui n'est pourtant pas l'idéal pour les plongeurs puisque ceux-ci ne peuvent bouger la tête risquant sinon de se remplir d'eau. Ce costume fut quand même utilisé dans de nombreuses opérations de renflouages.

Autour de 1830, les frères Dean consultent Siebe pour faire de leur "casque à fumée" un véritable casque de plongée sous-marine.

Siebe relie le casque à un joint d'étanchéité laissant passer uniquement l'air et y ajoute un habit de caoutchouc. Les frères Dean utilisent une pompe dessinée par Siebe pour pomper l'air de la surface.

La combinaison connaît grand un succès. Le plongeur est maintenant totalement au sec et l'air peut maintenant circuler librement entre son habit et son casque.

En 1836, Charles publie le premier manuel de plongée de l'histoire, intitulé "how to ".

Pendant ce temps, les cloches de plongée s'améliorent. Maintenant fabriquées en acier, elles sont aussi beaucoup plus grande et peuvent accueillir jusqu'à une douzaine de travailleurs.

Aux alentours de 1840, elles ressemblent de plus en plus à des cubes massifs qu'à des cloches. Des hommes peuvent y travailler toute la journée. Elles étaient utilisées pour la construction de port, de fondation de phare, de quai et de renflouage de cargaison d'épave.

On attribue officiellement le tout premier équipement de plongée à Auguste Siebe, un Anglais, qui a mis au point, en 1840, l'ancêtre des scaphandres lourds encore utilisés de nos jours. Plusieurs autres tentatives ont précédé cette invention. Cependant, comme celle de Siebe, presque toutes exigeaient qu'un tuyau assure le lien avec la surface, de sorte que le plongeur puisse respirer.

À cette époque, une nouvelle maladie frappe les travailleurs sous-marins. Des maux divers frappent les hommes qui travaillent sous l'eau. Les symptômes sont variés: picotement, saignement, difficulté à respirer, paralysie totale ou partielle allant même jusqu'à la mort sans que personne ne sache de quoi il s'agisse. Cette nouvelle maladie est surnommée "le mal des caissons".

En 1855, Joseph Cabirol présente à l'Exposition Universelle son scaphandre et suscite un grand intérêt. Le casque est doté de quatre hublots et dispose d'un double système de sécurité, un pour l'arrivée de l'air qui est assurée par un tuyau fixé près de l'oreille droite, une soupape qui permet une régulation manuelle et un tuyau de sécurité dit "sifflet" qui part de la bouche. Relativement maniable, cette combinaison connaît un grand succès grâce entre autre aux expériences publiques que son inventeur organise. Ainsi, il fait descendre à plus de 130 pieds un homme équipé de son scaphandre.

Entre 1866 et 1873, Benoît Rouquayrol et Auguste Denayrouze fabriquent un nouvel équipement avec un système d'alimentation en air dans lequel le plongeur respire grâce à un détendeur qui lui fournit de l'air à pression ambiante et sur demande. C'est le scaphandre que Cousteau et Gagnan inventeront quatre vingt ans plus tard !

D'un poids total de 185 livres, ce scaphandre est des plus stable, il est résistant et est muni d'une liaison téléphonique relié avec la surface. Dotés d'un large casque à hublots et de semelles de plombs, les plongeurs peuvent atteindre de plus grandes profondeurs et se voient désormais confier diverses missions. La grande époque des "Pieds lourds" commence.

Ce nouveau système prendra le nom de "Self-Contained Underwater Breathing Apparatus", ou SCUBA. Il s'agit d'équipements comprenant une bouteille d'air, et qui, permettent au plongeur d'être autonome sous l'eau.

À partir de ce modèle seront fabriqués plusieurs types de scaphandres rigides, souvent articulés. Bien que Rouquayrol et Denayrouze poursuivent leurs recherches et mettent notamment en service en 1864 le régulateur à gaz, ancêtre du détendeur permettant l'autonomie des plongeurs, les scaphandres lourds seront régulièrement utilisés par les travailleurs de la mer, jusqu'au milieu du XXe siècle. L'époque ne se prêtant pas à l'exploration sous-marine, la mer est toujours une curiosité considérée comme un milieu hostile. Trop cher, difficile à fabriquer et de capacité limitée le détendeur de Rouquayrol et Denayrouse disparaît rapidement de la circulation.

En 1878 Henry Fleuss, un officier de la marine, développe un recycleur à circuit fermé utilisant de l'oxygène. Il utilise pour son système un masque de caoutchouc étanche et un sac relié à une bouteille de cuivre remplie d'oxygène. Ses premiers essais furent tentés dans un petit bassin rempli d'eau dans lequel il demeura environ une heure. Plus tard, il marchera dans le fond d'une rivière à une profondeur d'une vingtaine de pieds. Son système fut par la suite utilisé pour sauver des mineurs prisonniers d'inondation dans leurs mines.

Pendant ce temps, les cloches sont améliorées en caissons. On réussit même avec l'aide de pompe à enlever l'eau qui s'infiltre à l'intérieur. Ces caissons permettent la construction de ponts et de tunnels.

Par contre, puisque les hommes se permettent de rester plus longtemps sous l'eau, les maux engendrés par les séjours en caissons sont de plus en plus importants.

Un physiologiste français va s'intéresser à ce mal en 1878 et en expliquer les causes. Paul Bert décrit le rôle toxique de l'oxygène pur et des effets de l'air respiré trop longtemps sous pression. Il décrit aussi l'effet de l'azote dans le sang et les tissus des travailleurs sous-marins et son effet lors de la remontée vers la surface.

Il suggère donc aux scaphandriers de regagner plus lentement la surface et de placer les accidentés dans des caissons de recompression remplis d'oxygène pur.

Malgré ces premières découvertes, les accidents liés à l'application de cette méthode de décompression demeurent encore nombreux.

Entre 1896 et 1907, John Scott Haldane , un physiologiste anglais, reprend les expériences de Paul Bert. Après avoir bien étudié le "mal des caissons", il détermine que le plongeur doit faire un palier à chaque fois que la pression qu'il subit en remontant est divisée par deux. Le physiologiste britannique vient de créer le principe des tables de décompression. Ces tables limitent la profondeur de travail à 64 m. Les paliers sont effectués à 24, 21, 18, 15, 12, 9, 6 et 3 mètres. Ce sont les même profondeurs que l'on retrouve sur une grande partie des tables actuelles de décompression et plus de 80% des ordinateurs de plongée les utilisent. Dès 1907, les marines européennes et américaines adoptent la table de Haldane.

En 1909, une compagnie allemande du nom de Draeger, manufacturier de valves de gaz, d'équipement pour les pompiers et pour la sécurité dans les mines se lance dans la fabrication d'équipement de plongée sous-marine. Ils inventent un système de plongée combinant le casque dur (hard hat) à un système de deux bouteilles d'air comprimé que le plongeur traînait sur son dos. Le système prenait l'air du casque et le recyclait en passant par les bouteilles. Le plongeur avait même accès à une source d'air de secours qu'il gardait sur sa poitrine. Ce système pouvait être utilisé jusqu'à une soixantaine de pieds pendant environ 2 heures. D'année en année, Draeger fera avancer le monde de la plongée en améliorant constamment ses équipements de plongée.

En 1923 le Scaphandre de "Neufeldt-Kuhnke" fait son apparition. Cet appareil extraordinaire a été utilisé au début du XXe siècle pour travailler en eaux profondes. Ses parois résistent à des pressions pouvant aller jusqu'à 500 pieds. Le système de respiration est géré en circuit fermé. Un téléphone permet au plongeur de rester en contact avec la surface et les pinces faisant office de mains sont suffisament maniables pour effectuer des travaux précis. De tels équipements seront toutefois supplantés par les scaphandres autonomes car, malgré leur résistance à la profondeur, la pression écrasant les joints d'articulation interdisait tout mouvement.