Les travaux menés dans le cadre de cette thèse Cifre-Défense portent sur le développement d'outils permettant une coopération entre plusieurs planeurs sous-marins afin de répondre à un besoin d'acquisition de données sur des zones à très larges échelles spatio-temporelles. Notre objectif est d'assurer la couverture géographique d’une zone d’intérêt pouvant inclure des zones d’exclusion, de manière optimale en durée de mission, distance parcourue ou d’énergie consommée par la flotte avec une contrainte liée à l’utilisation de ce type d’engin sous-marin : l’asynchronisme des communications entre les différents engins composant la flotte. L’approche développée consiste en la conception d’un simulateur de mission afin d’en extraire les principales grandeurs d’intérêt dans le pilotage des planeurs : l’énergie consommée, le temps et la distance parcourue. Dans un second temps, nous avons développé une méthode originale reposant sur la théorie des graphes pondérés consistant à minimiser différentes fonctions de coût construites à partir de ces grandeurs dans le but d’optimiser les trajectoires de chaque planeur de la flotte ainsi que le profil de vol du planeur dans la colonne d’eau. Les intérêts et les apports de la méthode ont été confirmés à l’aide d’une mission expérimentale réelle en mer Méditerranée.