Cette thèse traite des systèmes MIMO à multiplexage spatial, associés à la modulation OFDM. L'étude s'attarde particulièrement sur les systèmes 4x4, inclus ou à l'étude dans les normes 3GPP LTE et 3GPP LTE-A. Ces dimensions particulières nécessitent une étude de conception poussée du récepteur. Il s'agit notamment de proposer des détecteurs qui affichent à la fois de bonnes performances, une faible latence et une complexité de calcul réalisable dans un système embarqué. Le défi consiste plus particulièrement à proposer un détecteur offrant des performances quasi-optimales, tout en ne nécessitant qu'une complexité de calcul polynomiale. Une attention particulière est prêtée aux problèmes d'implantation. Ainsi, avantage est donné aux algorithmes à complexité fixe et permettant la réalisation d'opérations en parallèle. En réponse aux problématiques rencontrées, l'architecture du détecteur requiert une attention particulière. Le choix stratégique adopté est de chercher à transférer au prétraitement - qui ne dépend pas des données - le plus possible de complexité de calcul. Au cours de ce travail et suite à l'introduction du contexte général et des principaux pré-requis, l'inventaire des grandes tendances dans la littérature en ce qui concerne les détecteurs à décision dure est fait. Ils constituent le coeur du sujet et un détecteur original est proposé, incluant notamment les aspects de réduction de réseau et de décodage sphérique. Son avantage par rapport aux techniques existantes est ainsi démontré, et les résultats prometteurs sont maintenus lors de son extension à la décision souple. Comme attendu, le choix de transférer au prétraitement la complexité de calcul s'avère gagnant. Notamment, la réduction de complexité de calcul qu'il permet est présentée dans cette thèse. Parmi les principaux résultats, ce travail a débouché sur la proposition d'un détecteur original, qui a démontré un compromis entre performance et complexité de calcul efficace. Notamment, il requiert une complexité de calcul presque constante - selon les tailles de constellation -, tout en offrant des performances proches du maximum de vraisemblance. Par conséquent, le détecteur à décision souple proposé se positionne par rapport à l'état de l'art comme une solution d'une grande efficacité dans les systèmes 4x4.