Dans cette thèse, nous analysons les différents aspects des externalités de connaissance et la façon dont les citations de brevet peuvent être utilisées comme un indicateur de ces flux. La première partie de cette thèse examine la littérature traditionnelle sur les externalités de connaissance, et cela d'un point de vue à la fois qualitatif et quantitatif (la forme quantitative est réalisée grâce à une méta-analyse). Nous insistons sur les conséquences résultant de l'utilisation de différents canaux de mesure de ces externalités, précisément nous nous attardons sur les hypothèses sous-jacentes et sur leurs implications en termes d'estimations empiriques. Ce point est important car ces canaux sont la principale source d'hétérogénéité des résultats empiriques. Dans la seconde partie, nous explorons des données de brevets et de citations de brevet encore peu étudiées (ces données sont extraites de la base de données Patstat pour les offices de brevets du G5, de l'OEB et de l'OMPI). Cette analyse est à nouveau réalisée à la fois en termes qualitatifs et quantitatifs. La troisième partie, dans un premier temps, examine de façon empirique les caractéristiques des flux de connaissance entre et au sein des inventeurs des pays du G5 et cela pour 13 secteurs industriels. Dans un deuxième temps, cette partie propose et valide la création d'un indicateur de stocks de connaissance qui prend en compte les externalités de connaissance internationales. Cet indicateur se révèle particulièrement utile puisque les indicateurs traditionnels ne sont pas toujours disponibles (comme les indicateurs basés sur les dépenses de R&D). Enfin, l'indicateur précédemment créé sera appliqué à une étude de cas consacrée à l'analyse des déterminants de l'innovation pour les technologies énergétiques efficientes. / In this dissertation, we analyze the different aspects of knowledge spillovers with special emphasis on the use of patent citations as an indicator of knowledge flows. The first part of the thesis reviews the traditional knowledge spillovers literature both with a qualitative and a quantitative view (the quantitative form is done through a meta-analysis). A particular focus is placed on the consequences of using the different channels reflecting different weighted functions, i.e. about the underlying assumptions and the implications in terms of estimates. This point is important since these channels are the main source of heterogeneity in the analysis of knowledge spillovers. In the second part, we shed some light on patent and patent citation data that have not been much studied (taken from the Patstat database for the G5 patent offices plus the EPO and the WIPO). Once again this analysis is conducted both in qualitative and quantitative terms. The third part, in a first time, investigates empirically the diffusion pattern of knowledge between and within the G5 inventors for 13 manufacturing sectors. In a second time, it proposes and validates the creation of an input-based indicator of knowledge that takes into account international knowledge spillovers. This indicator can be very helpful since traditional indicators are not always available (such as R&D indicators). Finally, the previously created indicator will be applied in a case study dedicated to analyze the determinants of innovation for energy efficient technologies.