De juin à juillet 1968, il est missionné, à bord de l’Archimède, pour rechercher une torpille d’exercice perdue dans la baie de Saint-Tropez. Au cours d’une des plongées, Philippe de GUILLEBON et Gérard CORDIER (ingénieur mécanicien pour le Groupe des Bathyscaphes) frôlent la catastrophe en percutant un câble auquel est reliée une cible sous-marine. Sous le choc, les défenses de l’Archimède sont enfoncées, mais heureusement, le câble ne reste pas accroché. Si cela était arrivé, il aurait été impossible au bathyscaphe de se dégager.
De septembre à octobre 1968 puis d’octobre à novembre 1969 et enfin en avril et mai 1970, il participe à la campagne REMINER afin de localiser l’épave du sous-marin français Minerve qui a sombré au large du Cap Sicié (près de Toulon) le 27 janvier 1968 et fait 52 morts.
La zone du naufrage est délimitée par un navire hydrographique mais la Marine Nationale a besoin de l’Archimède pour localiser précisément l’épave. Le bathyscaphe vient, en effet, d’être équipé d’un sonar Straza qui lui permet de repérer les obstacles dans un rayon de 1 000 mètres. Lors des différentes campagnes de recherche de l’épave, l’Archimède effectue 18 plongées sur zone, hélas sans succès.
À l’occasion d’une campagne REMINER, tandis que Philippe de GUILLEBON et ses coéquipiers plongent à 2 200 mètres de fond, ils aperçoivent une mine. Philippe de GUILLEBON bat en arrière. Des secondes interminables s’écoulent car l’Archimède a une grande inertie du fait de ses 200 tonnes de masse. Philippe de GUILLEBON voit alors s’approcher cette mine avec ses cornes qu’il ne faut briser à aucun prix, au risque de provoquer son explosion. Quand l’Archimède s’arrête enfin, une de ces cornes est à moins de 3 centimètres du hublot. Philippe de GUILLEBON prend une photo, pousse un grand « Ouf ! » de soulagement et continue de battre en arrière.
En mai 1969, l’Archimède est requis pour rechercher et étudier l’épave d’une Caravelle explosée en plein vol au large de Nice quelques mois plus tôt. De juin à août 1969, Philippe de GUILLEBON participe à la campagne Açores 69. Les objectifs de cette campagne sont d’observer, mesurer et prélever la faune et la flore sous-marine riche et dense vivant à proximité de l’archipel des Açores. Il effectue des plongées jusqu’à 3 400 mètres.
De mai à juillet 1970, c’est en tant que pilote de l’Archimède que Philippe de GUILLEBON inspecte, de façon détaillée, les débris du sous-marin de type Daphné, l’Eurydice, qui a sombré corps et biens à 1 000 mètres de profondeur au sud de la presqu’île de Saint-Tropez le 4 mars 1970.
Les 15 plongées effectuées par le bathyscaphe permettent aux ingénieurs de l’arsenal et à la commission d’enquête de mieux cerner les causes de l’accident grâce aux 800 photos prises de l’épave.
En novembre 1970, le Commandant Georges HOUOT, atteint par la limite d’âge, fait ses adieux à la Marine et confie son poste de Commandant du Groupe des Bathyscaphes à Gérard de FROBERVILLE.
Parallèlement à ses différentes missions d’intervention sous-marine, Philippe de GUILLEBON prépare à l’ENSTA (École nationale supérieure de techniques avancées) le diplôme d’ingénieur océanographe. Son projet de fin d’études concerne le sous-marin océanographique 6 000 mètres du CNEXO, qui sera baptisé Nautile.
En août 1973 puis de juillet à septembre 1974, il participe à la campagne franco-américaine FAMOUS (French American Mid Undersea Survey), en tant que pilote de l’Archimède. Cette campagne qui se déroule en au large des Açores a pour objectif de cartographier une partie de la dorsale médio-atlantique dans laquelle se met en place la nouvelle croûte océanique et d’étudier la géologie et la géophysique de ces fonds sous-marins.
Pendant cette campagne, une plongée périlleuse marque Philippe de GUILLEBON. Alors que l’ingénieur CNEXO effectue un prélèvement de roches, l’Archimède se trouve bloqué par 2 800 mètres de fond.