L'objectif de cette thèse est de proposer des techniques innovantes de trajectographie passive sous-marine à partir de mesures délivrées par un réseau de sonars "frustes", du fait de leur chaîne de traitement de signal assez simple. On entend par là que l'ensemble des mesures disponibles est composé de vraies détections (dues à la présence d'une source d'intérêt) et de fausses alarmes d'origines diverses. Deux architectures ont été considérées : l'énergie de chaque détection est conservée ou non (binarisation). La modélisation probabiliste des mesures est celle du "Probabilistic Data Association" (PDA) et de ses différentes extensions. Cette thèse est découpée en deux parties. La première est consacrée à la trajectographie d'une source en mouvement rectiligne uniforme dans deux configurations (réseau de bouées seul délivrant des mesures de différences de temps d'arrivée d'une même onde acoustique, et fusion de ce même réseau avec des antennes linéaires verticales délivrant des cosinus d'élévation du trajet de cette onde). L'étude de l'observabilité y est menée ainsi que l'évaluation des performances théoriques et empiriques sur des scénarios réalistes. Dans le contexte du réseau mixte, l'étude de la trajectographie est étendue aux cas de cibles "manœuvrantes" et à la prise en compte du temps de vol des ondes acoustiques. La seconde partie est consacrée à la recherche du seuil optimal de détection. Ce seuil est celui qui maximise l'information au sens de Fisher, permettant ainsi de meilleures performances asymptotiques. Nous mettons en évidence, à l'aide de simulations, l'existence de ce seuil optimal à travers différents scénarios, et lorsque les mesures sont binarisées ou non.