Ce travail vise à améliorer l'imagerie ultrasonore multi-éléments dans des aciers anisotropes issus du domaine nucléaire (soudures et revêtements en acier inoxydable). En général, les paramètres gouvernant la propagation des ultrasons dans ces aciers ne sont pas connus en cours d'inspection. Ceci peut donner lieu à des images très dégradées lorsque le modèle de propagation est trop éloigné du milieu physique. Pour améliorer la qualité des images, une méthode d'optimisation est étudiée. Elle consiste à faire varier les paramètres du modèle de propagation jusqu'à ce que l'image reconstruite satisfasse un critère d'optimalité choisi. Cette méthode associe un modèle de substitution pour contourner le modèle direct de propagation, qui est coûteux en temps de calcul, et un algorithme de montée de gradient pour maximiser une fonction coût multivariée. L'optimisation avec l'algorithme de montée du gradient est comparée à un algorithme d'optimisation global de type Essaim Particulaire. Enfin, les paramètres du modèle (tenseur d'élasticité, orientation des grains…) issus de l'optimisation sont comparés aux données mesurées par d'autres techniques de laboratoire.