Les choix de localisation des ménages conduisent à divers problèmes tels que la ségrégation entre ménages riches et ménages pauvres et à des inégalités spatiales entre les régions. Cette thèse étudie ces phénomènes à l'aide de modèles théoriques et d'expériences menées en laboratoire. Pour commencer, une expérience dont l’objectif est d’analyser les conditions sous lesquelles est réalisée pour voir sous quelles conditions différentes structures urbaines peuvent être obtenues. En effet, aux Etats-Unis, les riches sont majoritairement en banlieue et les pauvres en centre-ville alors que l'opposé est observé dans les grandes villes européennes. Il apparait que le ratio « coût d'opportunité du temps/la demande de logements » est un facteur essentiel pour expliquer ces types de structure. Ensuite, une étude théorique est menée pour obtenir des structures de villes plus complexes, où les riches et les pauvres sont beaucoup moins en situation de ségrégation. La théorie montre que les politiques publiques peuvent donner des résultats très différents. Puis, nous étudions la répartition du capital humain entre les régions. Dans les pays où elle est inégale, on observe une croissance trop faible dans les régions pauvres et une augmentation des inégalités spatiales. Pour combattre ces inégalités, il est montré qu'il est possible de faire revenir les travailleurs qualifiés dans les régions pauvres car il existe des complémentarités avec les travailleurs non qualifiés. Des études ont montré que ces derniers augmentent la productivité des travailleurs qualifiés. Enfin, une étude expérimentale est faite pour étudier les choix de consommation. Nous testons l’hypothèse de l'existence d'un consommateur représentatif souvent faite en Nouvelle Economie Géographique. Il en ressort que les modèles existant ne prennent pas assez en compte l’hétérogénéité des goûts des consommateurs. / Several problems such as spatial inequalities between regions and spatial segregation within cities arise from households’ location choices. The purpose of this dissertation is to address these problems with theoretical and experimental studies. To begin, a laboratory experiment has been conducted in order to understand under which conditions different urban structures emerge. Indeed, in the U.S., spatial segregation occurs and the richer households are located in the suburbs while the poor ones are located downtown. The opposite pattern is observed in several major European cities. It appears in our study that the ratio ‘transportation costs/demand for land’ is a key factor for explaining these two types of segregation. Then, a theoretical model is used to reproduce several types of urban structures, where poor and rich households are located in the same neighborhoods. The theory predicts that policy interventions can lead to very different outcome. Then, the spatial distribution of human capital among regions is studied. Because skilled workers are mainly attracted toward wealthier regions, economic growth is lower in the poorer regions and spatial inequalities increase. The theoretical model predicts that it is possible to bring back the skilled workers in poor regions because there exists complementarities between skilled and unskilled workers. Indeed, the presence of unskilled workers enhances skilled workers' productivity, making their return more profitable. To finish, a laboratory experiment has been conducted to study consumers' behavior. Because in New Economic Geography models, the existence of a representative consumer is often assumed. The relevance of this hypothesis is tested. It appears that the existing models do not take enough into account heterogeneity in tastes among the consumers.