Pour de nombreux domaines de l’industrie, l’inspection de larges structures métalliques en opération (tels que les coques de navire ou les réservoirs de stockage) représente une problématique majeure qui nécessite des solutions rapides, efficaces et fiables, s’intègrant sans difficulté dans le cycle de fonctionnement du système. Une potentielle solution qui gagne de plus en plus d’intérêt consiste au déploiement de systèmes robotiques mobiles pour l’inspection par ondes acoustiques guidées. Ces ondes peuvent se propager à l’intérieur du matériau sur de longues distances, et sont sensibles aux éléments structurels ainsi qu’à de potentiels défauts. Cependant, les mesures acoustiques résultantes sont relativement complexes, ce qui requiert un traitement des données adapté. Nous proposons de séparer le problème de traitement des données acoustiques pour répondre à trois problématiques majeures nécessaires à l'inspection, et qui sont intimement liées: la localisation, avec précision, du capteur acoustique embarqué sur la structure, la cartographie acoustique de la structure et la calibration du modèle de propagation et d’interraction des ondes. Nous présentons des bases algorithmiques qui peuvent être employées pour répondre aux sous-problématiques mentionnés. Des expériences réalisées en laboratoire avec des données acoustiques expérimentales, ainsi qu’un système robotique réel montrent que les méthodes proposées permettent de retrouver la position du capteur et de localiser les bords d’une plaque de métal avec une précision centimétrique grâce aux réflections acoustiques, même lorsque les paramètres du modèle de propagation des ondes n’est pas connu à priori.