L'objectif de cette thèse est d'analyser le processus de convergence des régions européennes en prenant en compte les schémas de répartition spatiale des activités économiques. A l'aide de synthèses de la littérature portant, d'une part, sur les analyses théoriques et empiriques de la croissance et de la convergence et, d'autre part, sur les modèles d'économie géographique, nous justifions dans le chapitre 1 pourquoi les disparités géographiques doivent être prises en compte dans l'étude de la convergence des économies. Les outils, issus de la statistique et de l'économétrie spatiales, permettant d'atteindre cet objectif sont détaillés dans le chapitre 2. Trois études empiriques du phénomène de convergence en présence de disparités géographiques sont alors réalisées à partir d'un échantillon portant sur le PIB par tête de 138 régions européennes, appartenant à 11 pays, pour la période 1980-1995 (données Eurostat-Regio). Dans le chapitre 3, une analyse exploratoire des données spatiales permet de montrer que la répartition des PIB par tête est caractérisée, sur toute la période, par une forte concentration géographique (autocorrélation spatiale positive) et par un schéma de polarisation Nord-Sud (hétérogénéité spatiale). Dans le chapitre 4, des régressions liant le taux de croissance annuel moyen entre 1980 et 1995 au PIB par tête en 1980 sont réalisées. L'estimation d'un modèle de beta-convergence avec autocorrélation spatiale des erreurs et instabilité structurelle permet de détecter des effets de débordement géographiques positifs et significatifs entre régions voisines et de différencier le processus de convergence entre les régions du Nord et entre les régions du Sud. Dans le chapitre 5, l'estimation de chaînes de Markov indique que la mobilité d'une région au sein de la distribution des PIB par tête est très faible et qu'elle est fortement conditionnée par la richesse de ses voisines, ce qui met alors en évidence un phénomène de verrouillage géographique.