A l’automne 1943 après la libération réussie de la Corse, plusieurs missions importantes de surveillance, d’observation et d’évaluation de sites propices à un débarquement sur les côtes de Méditerranée ont lieu. Au cours des mois de novembre et de décembre 1943, l’équipage du sous-marin Protée réalise plusieurs missions à l’initiative de la France combattante. Le 18 décembre 1943, à 9 h 30, le Protée largue ses amarres avec à son bord soixante-quatorze hommes d’équipage dont trois marins de l’équipe de liaison britannique. Les marins doivent patrouiller devant Marseille et faire le point sur la circulation maritime tout en observant si des défenses particulières sont visibles sur la côte.
Alors que le 22 décembre, un premier message lui est adressé pour qu’il permute de secteur à compter du jour de Noël avec son homologue, le célèbre Casabianca, également évadé de la rade de Toulon le 27 novembre 1942 et dont l’équipage a alors refusé le sabordage et qui lui se trouve alors devant Toulon. Il n’y a aucune réponse. Le 28 décembre 1943, un nouveau message lui ordonne de terminer sa patrouille dans la soirée de la Saint-Sylvestre et de rentrer à Alger le 3 janvier 1944. Le Protée n’accuse pas réception de cette nouvelles communication. Comme les directives de la marine alliée interdisent d’émettre sans nécessité absolue pour ne pas être repéré, le silence du Protée ne suscite alors aucune inquiétude.
Le 3 janvier 1944, le sous-marin n’est pas au rendez-vous fixé devant le port d’Alger. Le 4 janvier 1944 l’inquiétude grandit. Elle est renforcée par le retour du Casabianca dont l’équipage déclare avoir entendu dans l’après-midi du 29 décembre 1943 un puissant et très violent grenadage dans un périmètre où le bâtiment pouvait se trouver en immersion.
L’équipage du sous-marin Protée est considéré comme disparu à la date du 18 décembre 1943. Le 10 mars 1944, le sous-marin et son équipage sont cités à l’ordre de l’armée.
Ce n’est que 6 avril 1995, que l’épave du sous-marin est découverte par 125 mètres de fond. Elle repose sur le plateau des Blauquieres, près de la fosse de Cassidaigne, à huit milles nautiques de Cassis. Des missions exploratoires ont encore été menées en 2013 pour tenter de déterminer les raisons de sa perte. On attend les conclusions des experts de la marine. Néanmoins d’après les observations qui ont été effectuées dès 1995, il n’apparaît pas que le bâtiment a été victime d’un grenadage mais plutôt d’une mine au moment de plonger. En effet une voie d’eau a été identifiée au niveau du kiosque et n’a malheureusement laissé aucune chance aux marins du lieutenant de vaisseau Georges Millé.