Le spéléologue Andrew Wight a dirigé une expédition visant à plonger et à explorer un réseau de cavernes souterraines situé sous la plaine de Nullarbor, en Australie. Pendant son exploration, un orage imprévu a fait s’effondrer l’entrée du réseau, et le cinéaste s'est retrouvé pris au piège sous terre avec une quinzaine de personnes. Une mission de sauvetage a été organisée, et tout le monde a survécu à cette terrible épreuve. C'est cette expérience qui a inspiré Wight, désireux de développer un film sur son aventure avec l'aide du scénariste John Garvin.
James Cameron, producteur exécutif de Sanctum, raconte : "Il y a cinq ans, Andrew Wight, avec qui je collabore depuis longtemps, m’a parlé de l’histoire de "Sanctum", et j’ai adoré. Andrew et moi avions déjà vécu quelques aventures formidables ensemble. Nous avons plongé dans les profondeurs inexplorées de l’océan pour découvrir des zones inconnues des fonds marins et des formes de vie en grande profondeur pour Aliens of the Deep. Nous avons aussi plongé ensemble pour filmer le Bismarck, et le Titanic pour Les Fantômes du Titanic".
Passionné de plongée, James Cameron accorde une grande importance à son hobby dans ses films. Avant de produire Sanctum, il a notamment réalisé les célèbres Abyss et Titanic, ainsi que les documentaires Aliens of the Deep et Les Fantômes du Titanic, tous deux centrés sur le monde sous-marin. D'après lui, la suite d'Avatar pourrait d'ailleurs également se dérouler sous l'eau.
Le scénariste John Garvin évoque la raison pour laquelle il a été contacté pour Sanctum : "Après avoir décidé de faire un film sur la spéléoplongée, Andrew et James ont commencé à chercher des scénaristes. Comme je suis un plongeur expérimenté, je pouvais apporter au scénario le réalisme qu’ils recherchaient. Mon expérience de plongeur m’a beaucoup aidé pour écrire le scénario. Pour la plupart des gens, se retrouver dans des cavernes souterraines inondées est la chose la plus effrayante qu’ils puissent imaginer, mais en réalité ces grottes sont les endroits les plus magnifiques et les plus paisibles qui soient."
Alister Grierson est un réalisateur australien qui, après être sorti de l'école de cinéma a signé quatre courts métrages entre 2004 et 2005. L'année suivante, il a réalisé son premier film, Kokoda, le 39ème bataillon, l’histoire vraie d’une section de soldats perdus dans la jungle de Nouvelle-Guinée durant une bataille en 1942. Écrit et réalisé en moins d’un an pour un budget total de 2 millions de dollars, le film s’est classé dans les cinq plus grands succès du cinéma australien de l’année 2006. James Cameron se souvient : "Nous avons cherché un jeune réalisateur qui ne soit pas non plus un novice, une personne qui avait déjà fait ses premières erreurs de jeunesse et qui était capable de nous montrer quelque chose. Il nous fallait quelqu’un qui ait une vision et qui sache comment la concrétiser, et c’est ce qu’a fait Alister avec "Kokoda, le 39e bataillon"."
James Cameron se souvient que le réalisateur ignorait tout du travail en 3D : "Nous avons dit à Alister : « Nous voulons que tu réalises ce film, et nous voulons qu’il soit en 3D. » Il a donc appris à travailler dans ce format avec le directeur de la photographie, Jules O'Loughlin. Ils ont aussi appris comment éclairer pour les caméras numériques, comment utiliser l’espace stéréoscopique et comment manipuler ce nouveau système de caméra. Faire tout cela sur ce qui n’était que leur second film était très intimidant, mais ils ont travaillé dur et ils ont réussi."
Chuck Comisky est un habitué des productions de James Cameron, puisqu'il a déjà supervisé la stéréo 3D et les effets visuels des documentaires IMAX 3D des Fantômes du Titanic et de Aliens of the Deep, ainsi que ceux d’Avatar. L'intéressé explique : "Mon travail était de régler la 3D de façon à ce qu’elle ne provoque aucune fatigue visuelle chez les spectateurs. (...) Dans la vie de tous les jours, nous voyons le monde en 3D avec nos deux yeux (...). Avec la 3D, nous créons (...) deux images, une pour l’oeil gauche et une pour l’oeil droit, pour faire croire au cerveau qu’il y a une profondeur dans l’image… ou que des choses sortent de l’écran".
L’histoire étant racontée depuis le point de vue de Josh, trouver le bon acteur pour jouer le fils de Frank était capital pour le succès de Sanctum. L'équipe du film s'est tournée vers un autre acteur australien, Rhys Wakefield, connu pour sa performance exceptionnelle en frère d’un jeune homme autiste dans The Black Balloon.
Quasiment la seule femme du film, Alice Parkinson raconte son enfance de garçon manqué, qui lui a été utile pour le film : "Quand j’étais petite, j’adorais monter aux arbres, dévaler des collines et jouer dans la boue. Je suis donc attirée par les rôles de femme d’action, du moins tant qu’il n’y a pas que de l’action ! J’aime aussi beaucoup les histoires menées par leurs personnages, et c’est une des choses qui m’ont plu dans "Sanctum".
Un des personnages de l’équipe de spéléologues n’est autre que le scénariste John Garvin, qui a beaucoup mis de lui en écrivant son personnage et pour cause : "En tant que scénariste, je savais que nous allions avoir besoin d’un personnage qui s’occupe du camp de base – un type autoritaire qui gère toute la logistique. J’avoue avoir écrit le rôle en pensant à moi-même et en espérant convaincre Alister de me laisser le jouer. Par chance, j’ai réussi !". Le scénariste-acteur est également le coordinateur de plongée du film et a supervisé le travail des acteurs et des spéléo-plongeurs d’Australie lors des cascades.
Pour préparer son rôle, l'acteur Richard Roxburgh a appris à plonger dans un centre d’entraînement de plongée sous-marine. Il se remémore son sport : "Le plus difficile a été d’apprendre à respirer avec le masque facial recycleur. C’est une forme de torture qui vous permet de recycler votre propre gaz carbonique pour rester sous l’eau très longtemps. En théorie c’est fantastique, mais dans la pratique c’est un vrai cauchemar. Avec le recycleur, vous ne pouvez pas prendre de grandes inspirations. Vous pourrez peut-être le faire une fois, mais ensuite il ne vous laissera pas expirer tout cet air. Vous êtes donc constamment en train d’essayer d’inspirer ou d’expirer plus d’air. Il faut s’entraîner longtemps pour savoir utiliser ce système."
Richard Roxburgh raconte qu'il s'est plus d'une fois mis en danger : "Je dois dire que j’ai quand même eu très peur durant le tournage de certaines scènes. Certains jours, je me disais « Si je glisse maintenant, c’est la chute, et la mort assurée », ou « Si je fais n’importe quoi avec le recycleur pendant cette cascade, je vais me noyer. » Même s’il y avait toujours à quatre ou cinq mètres de moi une personne pour garantir ma sécurité, c’était un tournage très difficile et souvent très effrayant. Mais on m’avait prévenu. Je savais à quoi j’allais m’exposer en acceptant ce rôle !"
En plus de s’être entraîné à l’escalade et à la plongée sous-marine, Ioan Gruffudd a appris le base jump pour une scène où il saute dans les profondeurs d’une énorme caverne (...). Il raconte : "Cela n’a pas duré longtemps mais j’ai adoré. J’étais sanglé à une grue et j’avais un câble de sécurité accroché dans le dos, mais je me suis vraiment jeté du haut de la falaise en espérant que le câble n’allait pas lâcher. Pendant quelques secondes, j’ai été en chute libre (...). C’est vraiment moi qui saute dans le film, et cela a été pour moi un des moments les plus forts du tournage."
En milieu souterrain, l’arrivée d’un personnage dans un espace entraîne une augmentation de la lumière, qui disparaît quand le personnage s’en va. Le directeur de la photographie Jules O'Loughlin détaille : "Pour créer cet effet, j’avais constamment avec moi sur le plateau jusqu’à six ou sept techniciens tous équipés de projecteurs portables et de déflecteurs. Il fallait chorégraphier l’éclairage en fonction de ce que faisaient les personnages et des endroits où ils allaient. C’était un peu comme une danse – une danse de lumière et d’action dans la caverne."
Nicholas McCallum a construit une énorme cascade souterraine. Le scénariste Andrew Wight explique : "La cascade faisait quatorze mètres de haut. Des trombes d’eau se déversaient depuis son sommet grâce à une pompe qui crachait 20 000 litres d’eau à la minute." Nicholas McCallum a astucieusement recyclé et réutilisé la plupart des décors – le film compte pas moins de 16 décors principaux. Il explique : "Nous avons construit les différentes parties de notre labyrinthe de grottes en béton pour que les acteurs puissent escalader les décors sans les faire bouger, et pour nous permettre de les réutiliser dans des scènes sous-marines. Quand nous avions fini de tourner en studio avec un décor, il était plongé dans un bassin qui contenait sept millions de litres d’eau."
Sanctum a bénéficié des techniques de prise de vues en 3D développées pour Avatar, le système de caméra Cameron/Pace Fusion 3D. Pour filmer les incroyables images du film, les équipes ont dû combiner une expertise des caméras 3D et des systèmes de prise de vues sous-marines. Cameron explique : "La caméra de "Sanctum" est le fruit d’un long travail de développement que j’ai mené avec mon partenaire ingénieur Vince Pace pendant six ou sept ans. Nous avons commencé avec une caméra très simple que nous utilisions pour faire des documentaires, et nous l’avons fait évoluer pour le cinéma. Maintenant, elle dispose de toutes les options nécessaires pour faire de grands films en 3D (...)".
Le film a été tourné pour les extérieurs en Australie, à Gold Coast dans le Queensland et dans des grottes d’Australie-Méridionale, ainsi qu’aux Village Roadshow Studios.
Le comédien Ioan Gruffudd retrouve James Cameron douze ans après Titanic dans lequel il jouait Harold Lowe, un des officiers du bord.
Après Kokoda, le 39ème bataillon (2006), Sanctum est le deuxième long métrage réalisé par Alister Grierson .