De nombreux travaux de recherches sont men s depuis quelques ann es dans le but de fournir une solution pr cise et int gre au probl me de la localisation de v hicules routiers. Ces recherches sont en majorit fond es sur la th orie probabiliste de l'estimation. Elles utilisent la fusion multi-capteurs et le filtrage de Kalman mono-mod le, au travers de ses variantes adapt s aux syst mes non lin aires. Dans ce livre, une analyse multi-mod les est pr sent e: L'espace d' volution du v hicule est pris comme un espace discret et des mod les simples permettent de d crire ce syst me. Il s'agit d'une variante de l'algorithme IMM, qui prend en compte l'asynchronisme des capteurs embarqu s, dans le processus d'estimation de l' tat du v hicule. La nouvelle mod lisation qui est d velopp e permet alors de mettre jour l' tat de chaque sous-syst me, m me en l'absence de mesures de capteurs d crivant la r alit terrain. Enfin, une tude comparative entre ce nouvel algorithme et les approches d'estimation classiques (EKF, UKF, DD1, DD2 ou le filtrage particulaire) permet de valider la performance et la robustesse de la m thode d velopp e, notamment dans des contextes de conduite extr me.