Le 16 juillet 1914, Henri Bégouën, ses trois fils, leur précepteur l'abbé Auguste et François Camel décident de repérer en surface le cours souterrain du Volp, afin de tenter de trouver une jonction entre le Tuc d'Audoubert et la grotte d'Enlène. Ils découvrent la grotte des Trois-Frères le 21 juillet.
Située sur le territoire de la commune de Montesquieu-Avantès (Ariège), les grottes d'Enlène et des Trois-Frères constituaient à l'origine une seule et même grotte. Les Trois-Frères fut providentiellement séparé d'Enlène par les déblais des fouilleurs du 19e siècle et protégé de toute intrusion. Louis Bégouën acheta la grotte en 1926, et son premier soin fut de la fermer solidement.
Les parois des Trois-Frères ont été polies par les ours bien avant le passage des hommes, et c'est sur ce support idéal que les Magdaléniens exécutèrent de nombreuses et fines gravures. Le sol est jonché de débris d'ossements, de silex et de foyers, dispersés autour d'une structure d'habitat formée de grosses concrétions et d'un important fragment de plancher stalagmitique exogènes au milieu. La fouille ne révélant qu'un seul niveau d'occupation, le matériel archéologique a été laissé in situ, afin d'en conserver une vision globale. Les gravures pariétales sont si fines qu'il n'était pas possible d'envisager leur étude de manière traditionnelle.
Un moulage des parois ornées a permis la lecture des gravures, rendues en noir sur une patine claire. Leur relevé et leur traitement infographique forment un corpus original qui prend désormais sa place dans le grand puzzle de l'art pariétal des Trois-Frères.
La précision du geste du graveur étant parfaitement restituée, une étude graphologique originale a été tentée et apporte un éclairage nouveau sur le nombre probable des artistes. La grande majorité des oeuvres est attribuable au Magdalénien moyen comme en témoignent non seulement les datations, mais aussi les caractères stylistiques des animaux et la typologie des signes si fréquents dans leur environnement. Cependant, des hommes d'une culture plus ancienne ont aussi fréquenté la grotte, comme l'attestent les mains négatives rouges de la Galerie des Mains et de nombreux panneaux gravés dans la zone du Tréfonds.