Un ingénieur, M. de Schaller, est chargé, par une société "française de la mer Saharienne", de relancer le projet. Les autochtones, à la tête desquels se sont portés des Touaregs expatriés, lui sont farouchement opposés. Leur chef, Hadjar, vient d'être fait prisonnier et doit être jugé à Tunis mais, grâce à la complicité de sa tribu, de sa mère, de ses frères, il s'évade à temps et rejoint le désert.
C'est donc sous protection que M. de Schaller, suivi de son domestique M. François, inspecte les rives de la future mer pour en vérifier la solidité et prévoir l'implantation des ports. Dans l'escorte, pour commander les spahis, se trouvent le capitaine Hardigan, le lieutenant Villette, le maréchal des logis-chef Nicol lui-même accompagné de son cheval Va-d'l'avant et de son chien Coupe-à-coeur.
Le roman permet à Jules Verne de mettre en confrontation la vie saharienne des Touaregs et le monde de la science et de la technique incarné par l'ingénieur et sa troupe. Alors qu'on aurait pu s'attendre à une domination scientifique, l'ingénieur est fait prisonnier et s'il triomphe finalement ce n'est pas en se rendant maître de la nature mais grâce à un tremblement de terre providentiel.
A noter que le roman a été profondément remanié par l'éditeur, Hetzel fils, qui déplace l'action 25 ans en avant, réduit la part de Roudaire et accroît celle des Touareg.