Dans un contexte de transition énergétique, suivi d'une hausse des prix de l'énergie et d'une crise du logement, les politiques publiques nécessaires pour répondre aux défis environnementaux et climatiques doivent prendre en compte les ménages les plus vulnérables. Ces vulnérabilités résultent notamment de la localisation résidentielle des ménages qui impose certaines contraintes sur leurs choix de mobilité. Ces choix individuels de localisation et mobilité sont faits en fonction de dimensions objectives mais sont également influencés par les perceptions des ménages, par exemple en terme d'accessibilité ou d'exposition à des risques environnementaux. Ces perceptions plus ou moins fidèles à l'exposition réelle peuvent de fait conduire à des choix aggravant les vulnérabilités. Cette thèse vise donc à éclairer les questions de vulnérabilité dans le contexte des choix de mobilité et de localisation résidentielle, en tenant compte de l'influence des perceptions individuelles et des politiques publiques. Le premier chapitre développe un indicateur composite VulMob, qui vise à identifier les ménages vulnérables à la mobilité ainsi que les ménages pauvres, afin de dresser des profils de vulnérabilité et de mieux comprendre quels types de ménages peuvent être particulièrement affectés par les chocs énergétiques ou les politiques publiques de réduction de l'usage de la voiture, et dans quelles conditions. En appliquant cet indicateur à l'agglomération grenobloise, nous identifions 9,6% des ménages comme très vulnérables (faisant face à au moins six vulnérabilités) et 5,5% comme pauvres. En particulier, cinq profils de vulnérabilité ont été identifiés : 1. les pauvres monétaires, 2. les sans alternatives, 3. les travailleurs de nuit, 4. et 5. les conducteurs contraints (structurellement / monétairement). Sur la base de cet inventaire des vulnérabilités, le deuxième chapitre vise à évaluer les impacts ex ante d'une politique de zone à faibles émissions sur les plus vulnérables, à proposer des solutions d'adaptation au niveau individuel dans l'agglomération grenobloise, et à identifier les ménages auxquels les politiques publiques devront accorder une attention particulière, car ils peuvent être dépendants de la voiture et ne pas avoir d'alternative identifiable. Les résultats montrent que les ménages très vulnérables sont les plus touchés par la politique, mais aussi que jusqu'à 56,5 % d'entre eux resteront sans solution d'adaptation. Dans ce contexte de réduction de la dépendance à la voiture, nous adoptons une perspective plus large dans le chapitre 3 en nous concentrant sur les ménages périurbains, qui vivent avec un faible accès aux transports publics et sont souvent concernés par les questions de dépendance à la voiture. Nous étudions donc l'influence de l'accessibilité perçue sur le choix d'un mode de transport pour les ménages périurbains, dans le contexte de Santiago du Chili. En utilisant un modèle de choix discret avec des variables latentes, ce chapitre souligne l'importance de jouer sur des critères subjectifs tels que l'agrément des espaces publics ou les aménagements cyclables pour augmenter l'accessibilité perçue et ainsi orienter la préférence des individus vers les modes actifs. Enfin, le quatrième chapitre, basé sur des modèles de choix discrets, examine si les ménages prennent en compte les risques environnementaux (objectifs et perçus) lorsqu'ils choisissent une nouvelle localisation résidentielle en France, à l'aide d'une enquête originale. Si les résultats montrent l'influence significative mais limitée des mesures objectives de la pollution, du risque d'inondation, du risque de retrait-gonflement des argiles et de la présence d'espaces naturels sur les préférences individuelles, ils mettent également en évidence la grande hétérogénéité de ces préférences. Le niveau de perception des risques environnementaux peut donc fortement modifier les préférences individuelles en termes de choix résidentiels.