L'impact du changement technique endogène sur les politiques climatiques, The impact of endogenous technical change on climate policies

UNIVERSITÉ PARIS-EST

ÉCOLE DOCTORALE « VILLE ET ENVIRONNEMENT »



Thèse de doctorat

Sciences Economiques





Olivier SASSI




L’IMPACT DU CHANGEMENT TECHNIQUE ENDOGENE SUR LES POLITIQUES
CLIMATIQUES








Thèse dirigée par Jean-Charles Hourcade

Soutenue le 21 novembre 2008




Jury :

Michel Colombier (rapporteur)
Patrick Criqui (rapporteur)
Sylviane Gastaldo (examinateur)
Pierre-Noël Giraud (président)
Jean-Charles Hourcade (directeur de thèse)

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tel-00489258, version 1 - 4 Jun 2010tel-00489258, version 1 - 4 Jun 2010Remerciements

C’est en premier lieu à mon directeur de thèse, Jean-Charles Hourcade, que s’adressent mes
remerciements. Son encadrement, son dynamisme, ses encouragements et la justesse de ses
intuitions m’ont permis de mener à bien de ce travail.
Michel Colombier et Patrick Criqui ont accepté de s’intéresser à cette thèse et d’en être les
rapporteurs, qu’ils soient ici remerciés. Que soient aussi remerciés Sylviane Gastaldo et Pierre-Noel
Giraud qui ont bien voulu faire partie de mon jury.
La plupart des travaux qui sont présentés dans cette thèse sont fondés sur le développement et
l’utilisation du modèle IMACLIM-R. Sans les collègues qui constituent, de près ou de loin, l’équipe
de développement du modèle, je n’aurai jamais pu obtenir les résultats qui sont présentés ici. Je
tiens donc à remercier ici ceux qui ont participé tour à tour à la relecture de cette thèse ou bien à
l’amélioration du modèle : Chrisophe Cassen, Renaud Crassous, Frédéric Ghersi, Céline Guivarch,
Meriem Hamdi-Cherif, Nadia Henry, Sandrine Mathy, Antoine Saglio, Rodica Sandu-Loisel, Henri
Waisman. Cette équipe constitue en outre un environnement scientifique particulièrement stimulant
qui a largement contribué à la réalisation de ces travaux.
Je tiens encore à remercier tous les membres du CIRED, tant chercheurs que personnels
administratifs, qui contribuent à donner à ce lieu un caractère unique et si agréable.
Finalement, je voudrais remercier ma compagne, mes parents, ma sœur, mon frère et mes
proches amis pour tout le soutien qu’ils m’ont apporté dans ce travail de longue haleine.
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tel-00489258, version 1 - 4 Jun 2010tel-00489258, version 1 - 4 Jun 2010Table des matières




Chapitre 1 : Les modèles du changement climatique et l’induction du
changement technique : Un état des lieux

1 LES ECONOMISTES ET LE PROCESSUS D’INNOVATION : ENTRE CHANGEMENT
TECHNIQUE AUTONOME ET PROGRES TECHNIQUE INDUIT............................................................. 21
2 LE CHANGEMENT TECHNIQUE DANS LES MODELES INTEGRES APPLIQUES AU
CHANGEMENT CLIMATIQUE ........................................................................................................................ 25
2.1 REPRESENTATIONS EXPLICITES VS REPRESENTATIONS SUBROGEES DES TECHNIQUES............................ 25
2.1.1 L’approche technico-économique, un langage d’ingénieur ............................................................ 26
2.1.2 Les techniques dans les modèles macroéconomiques...................................................................... 27
2.2 LES REPRESENTATIONS EXOGENES DU PROGRES TECHNIQUE................................................................. 30
2.3 VERS UNE REPRESENTATION ENDOGENE DU CHANGEMENT TECHNIQUE................................................ 32
2.3.1 Changement technique induit : les choix de modélisation............................................................... 33
2.3.2 Implications des choix de modélisation pour l’évaluation des politiques climatiques .................... 39
3 POUR UNE VISION ELARGIE DE L’INDUCTION AU CHANGEMENT STRUCTUREL................... 43
3.1 LES LIMITES DE L’ART........................................................................................................................... 43
3.2 PROBLEMES POSES ET CAHIER DES CHARGES POUR UNE NOUVELLE ARCHITECTURE DE
MODELISATION .................................................................................................................................................... 45
3.2.1 Etudier la transition entre changement technique induit et changement structurel induit.............. 46
3.2.2 Prendre en compte l’interaction entre trajectoires technologiques de long terme et frictions de
court terme..................................................................................................................................................... 48
3.2.3 Explorer l’impact des politiques climatiques sur la croissance de long terme................................ 50
CONCLUSION..................................................................................................................... 51
BIBLIOGRAPHIE ................................................................................................................................................ 52



Chapitre 2 : L’architecture du modèle IMACLIM-R

1 CHOIX METHODOLOGIQUES ET STRUCTURE DU MODELE ........................................................... 61
1.1 UNE VISION DUALE DE L’ECONOMIE POUR FACILITER LE DIALOGUE ENTRE LES INGENIEURS ET LES
ECONOMISTES...................................................................................................................................................... 61
1.2 UN MOTEUR DE CROISSANCE QUI PERMET DES ECARTS TRANSITOIRES ENTRE LA CROISSANCE
POTENTIELLE ET LA CROISSANCE REELLE ............................................................................................................ 65
2 DONNÉES .......................................................................................................................................................... 67
3 EQUILIBRE STATIQUE ................................................................................................................................. 70
3.1 DEMANDE DES MENAGES EN BIENS, SERVICES ET ENERGIE................................................................... 70
3.1.1 Revenu et épargne............................................................................................................................ 70
3.1.2 Fonction d’utilité................ 71
3.1.3 Programme de maximisation........................................................................................................... 72
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tel-00489258, version 1 - 4 Jun 20103.2 CONTRAINTES DE PRODUCTION ET COURBES D’OFFRE........................................................................... 73
3.3 ADMINISTRATIONS ................................................................................................................................75
3.4 MARCHE DU TRAVAIL ........................................................................................................................... 76
3.5 FLUX DE CAPITAUX ET INVESTISSEMENTS ............................................................................................. 77
3.5.1 Allocation régionale et internationale de l’épargne........................................................................ 77
3.5.2 Achat de biens d’équipement ........................................................................................................... 78
3.6 MARCHES DES BIENS ET COMMERCE INTERNATIONAL 79
3.7 CONTRAINTES D’EQUILIBRE SUR LES FLUX PHYSIQUES ......................................................................... 80
3.8 CHOIX D’UN NUMERAIRE....................................................................................................................... 81
3.9 ÉMISSIONS DE GAZ A EFFET DE SERRE ET TAXE CARBONE ..................................................................... 81
3.9.1 Comptabilisation des émissions....................................................................................................... 81
3.9.2 Evolution des coefficients d’émissions............................................................................................. 81
3.9.3 Taxe carbone ................................................................................................................................... 82
4 LIENS DYNAMIQUES : MOTEUR DE CROISSANCE ET CHANGEMENT TECHNIQUE 82
4.1 LE MOTEUR DE CROISSANCE : DEMOGRAPHIE, PRODUCTIVITE ET ACCUMULATION DE CAPITAL............. 83
4.1.1 Evolution démographique................................................................................................................ 83
4.1.2 Productivité du travail............. 86
4.1.3 Formation de l’investissement et accumulation du capital.............................................................. 90
4.2 CHANGEMENT STRUCTUREL.................................................................