Le contexte de cette thèse est celui de la géolocalisation d'émetteurs (estimation de la position dans l’espace) de radiocommunication à partir de plusieurs stations multi-capteur qui sont spatialement éloignées. Les méthodes conventionnelles de géolocalisation telles que la triangulation sont en 2 étapes (la première étape estime des paramètres intermédiaires et la seconde étape "fusionne" ces mesures effectuées sur plusieurs stations afin de fournir la position des émetteurs). Les méthodes en 1 étape quant à elles utilisent les observations issues de toutes les antennes pour estimer directement et de manière optimale la position des sources. Le fait de traiter les signaux directement sur l'antenne globale (composée de toutes les stations d'antenne locales) entraîne un effet large bande sur les signaux entre stations. La thèse propose d'étudier l'effet large bande résiduel présent sur l'antenne globale des méthodes en 1 étape. Elle propose ensuite des améliorations sur des méthodes de géolocalisation en 1 étape, notamment grâce à l'apport de la théorie de matrice aléatoire à grande dimension et à l'introduction d'une nouvelle méthode nommée LOST-FIND. Finalement, une nouvelle approche visant à aborder différemment le problème large bande a été introduite donnant l'algorithme TARGET. / The context of the thesis is the transmitters geolocalization (position estimation in the space) of radiocommunication from several widely spaced multi-sensor stations. The conventional geolocalization methods as the tirnagulation are in 2 staps (the first step estimates intermediate parameters and the second step "merges" these mesures from the stations in order to obtain the transmitters positions). The 1 stap methods use the observertions from all the stations to directly and optimally estimate the sources positions. Directly handling the signals on the global array (composed of all the local stations) leads to a broadband effect on the signals between the stations.The thesis proposes to study the residual broadband effect on the global array of the 1 step methods. Then we propose improvements on some 1 step geolocalization methods, especially based on the random matrix theory in large dimension and on the introduction of a new method named LOST-FIND. Finally, a new approach differently tackling the braodband problem has been introduced and leads to TARGET algorithm.