Dans la mesure où ils sont, théoriquement porteurs de gains de bien être pour l’ensemble des partenaires commerciaux, la littérature économique défend pour sa vaste majorité, la poursuite des processus d’intégration régionale. Cependant les tensions causées par l'élargissement des zones d’intégration ont mis en évidence la nécessité d'approfondir l'analyse des effets induits par des formes d'intégration hétérogènes. En effet, dans le cas de l'Union Européenne, les vagues successives d'élargissement ont mis à jour des dynamiques inégalement bénéfiques d'une région à l'autre. L’objet de cette thèse est d’apporter des éléments nouveaux concernant les conséquences d’une intégration commerciale couplée à une intégration technologique sur les phénomènes d’agglomération et de répartition du bien-être entre les régions.Le premier chapitre pose la problématique de cette thèse en termes de creusement des inégalités spatiales. Sur la base d'outils statistiques issus de l'économétrie spatiale, ce chapitre met en évidence des dynamiques divergentes entre les régions des pays membres de l’Union Européenne (28) sur la période 2000-2016. Il propose comme première hypothèse de travail d’évaluer les effets de deux formes d’intégration (commerciale et technologique) sur les niveaux de bien-être régionaux. Leur valeur explicative au regard des PIB par tête régionaux, est quantifiée via le phénomène d'autocorrélation résultant des réseaux tissés du fait de ces intégrations. Ces premiers résultats ne s’avèrent pas probants mais mettent à jour un fait d’intérêt dans l’existence d’une corrélation négative liant intégration commerciale et intégration technologique. Dans le deuxième chapitre est abordée la question de l’origine du ralentissement voire de l’arrêt de la croissance pour les régions de la vieille Europe qui ont relativement souffert des processus d’intégration. Ce chapitre utilise des méthodes à la frontière entre les modèles d'Effets Corrélés Communs (qui se rattachent à la famille des modèles de facteurs communs) et l'économétrie spatiale. Les résultats obtenus semblent valider l’hypothèse d’un sur-investissement en R&D pour ces territoires. On montre que ce résultat, à contre courant d'une vaste littérature, fait écho à des développements théoriques récents dans lesquels une croissance sous-optimale pourrait résulter d'un sur-investissement en R&D. Le troisième chapitre étudie la littérature qui éclaire les déterminants des gains à l’échange. La Nouvelle Economie Géographique désigne la baisse des coûts de transport comme un élément majeur conditionnant les phénomènes d’agglomération et de répartition des gains de bien-être. La génération suivante de modèles que constituent les cadres croisant Economie Géographique et Croissance (NEGG) introduit une distinction entre intégration commerciale et intégration technologique et permet d'envisager des conséquences distinctes d'une forme d'intégration à l'autre. De récentes avancées théoriques portent des implications testables de cette différentiation au regard des processus d’agglomération. Finalement, une nouvelle génération de modèles spatiaux quantifiables s'appuie sur la mobilité du travail pour appréhender les effets de l'intégration technologique et propose de nouvelles méthodes pour quantifier les conséquences à l'intensification des échanges sur le bien être. ,Le dernier chapitre approfondit une implication testable des modèles de type NEGG. Il s'agit d'estimer, au niveau régional, la relation liant l'évolution des processus d'agglomération des activités aux deux formes d'intégration commerciale et technologique. Cette relation est testée dans le cas de l'Union Européenne sur la période récente. Nos résultats vont dans le sens des prédictions théoriques en montrant que l'intégration commerciale participe effectivement de l'agglomération des activités tandis que l'intégration technologique tempère cette dynamique.