Avec le développement des modèles de la nouvelle économie géographique, la compréhension des liens "localisation-innovation-croissance" fait l'objet d'avancées théoriques importantes. Du point de vue empirique, en revanche, les études sont plus récentes et n'éclairent que partiellement le débat. Dans le courant de la géographie de l'innovation, cette thèse dé́conomie appliquée a donc pour ambition de fournir des points d'appui empiriques rigoureux en dépassant les travaux existants sur plusieurs points : par la construction d'une nouvelle méthode, permettant de tester à la fois la présence d'externalités de connaissance et leur dimension géographique, par l'utilisation de données de panel qui autorisent la prise en compte de l'hétérogénéité spatiale et par l'apport d'une étude sur données françaises, pouvant servir de contrepoint aux travaux précédents, qui concernaient essentiellement la cas américain. Pour cela, on étudie dans un premier temps les méthodes existantes afin de déceler leurs apports et leurs limites et ainsi jeter les bases d'une nouvelle approche (chapitre 1). Le modèle proposé se fonde sur une fonction de production de connaissance. Son application au cas français permet, grâce aux tests de réfutation empirique, d'étudier l'hypothèse d'externalités locales de connaissance (chapitre 2) en précisant les origines de ces phénomènes de débordement (chapitre 3) et leurs modalités de diffusion (chapitre 4). Les résultats obtenus conduisent alors à nuancer fortement l'hypothèse d'une dimension géographique des externalités de connaissance. Ces phénomènes apparaissent comme étant plus complexes et moins systématiques que ce qui est traditionnellement supposé. Ils semblent notamment relatifs, dépendants du contexte institutionnel, des sources dont ils proviennent ainsi que des conditions de leur transmission et de leur réception.