Jeux dynamiques relatifs au changement climatique

par Rémy Dullieux

Thèse de doctorat en Sciences economiques

Sous la direction de Katheline Schubert.

Soutenue le 07-06-2013

à Paris 1 , dans le cadre de École doctorale d'Économie (Paris) , en partenariat avec Centre d'économie de la Sorbonne (Paris) (équipe de recherche) et de Centre d'économie de la Sorbonne (Paris) (laboratoire) .

Le président du jury était Antoine d' Autume.

Le jury était composé de Katheline Schubert, Mabel Tidball.

Les rapporteurs étaient Gilles Rotillon, Lionel Ragot.


  • Résumé

    La thèse est consacrée à l'étude de jeux dynamiques dans le domaine climatique. Pour lutter contre l'accumulation de gaz à effet de serre dans l'atmosphère, la mise en place d'une taxe carbone est une solution possible. Toutefois on suppose ici que cette taxe carbone a pour les pays consommateurs d'énergie fossile des motivations qui ne se limitent pas à l'internalisation du dommage environnemental : il s'agit par un comportement stratégique d'essayer de capturer une partie de la rente des producteurs. On aboutit à la possibilité d'une taxe carbone à finalité Pigouvienne mais aussi stratégique. Des jeux dynamiques non coopératifs entre pays producteurs supposés cartellisés et pays consommateurs supposés également cartellisés peuvent être alors être envisagés dans ce contexte. Une littérature de jeux différentiels non coopératifs s'est d'ailleurs développée depuis une vingtaine d'années autour de cette idée d'une taxe carbone à visée stratégique. Dans l'introduction on rappelle le cadre économique de ces jeux, leur cadre analytique (jeux différentiels) et la littérature théorique afférente. On présente trois jeux qui forment le corps de la thèse. Chacun des trois chapitres suivants est consacré à un jeu différentiel original. Le premier jeu est un jeu non coopératif entre un bloc de consommateurs et un bloc de producteurs avec un plafond de pollution comme contrainte environnementale principale. L'existence de ce plafond modifie les conclusions classiques de ce type de jeu. Dans le deuxième jeu il y a également un jeu non coopératif entre un bloc de consommateurs (pays riches) et un bloc de producteurs mais il y a en plus un second bloc de consommateurs (pays pauvres et émergents), qui ne joue pas dans le jeu mais met en place la taxe carbone résultant à chaque instant du jeu en contrepartie d'un transfert de la part du premier bloc de consommateurs. Il apparaît que sous certaines conditions le second bloc a intérêt à ce schéma « taxe carbone contre transfert ». Dans le troisième jeu il y a aussi deux zones de consommation mais elles jouent maintenant un jeu non coopératif entre elles, les producteurs étant passifs. Il y a une taxe carbone par bloc et pas mondiale et pourtant le jeu fait apparaître sous certaines conditions une situation meil1eure pour les blocs de consommation qu'une situation de passivité face aux producteurs. La conclusion d'ensemble de ces trois jeux est que sous certaines conditions les pays consommateurs peuvent avoir intérêt à un comportement stratégique et pas seulement Pigouvien en matière de taxe carbone.

  • Titre traduit

    Dynamic games relative to climate change


  • Résumé

    The world we are in : dynamic games relative to climate change. In these games the setting up of a carbon tax has Pigouvian grounds (to take into account the damage resulting of the accumulation of Green House Gas in the atmosphere due to the consumption of fossil energy) but it has also other aims that are strategic. For fossil energy consuming countries, indeed, a carbon tax can be a way to "eat" a part of the producing countries' rent. Then the resulting carbon tax has a Pigouvian part but also a strategic part. The literature developed during the last twenty years in this field is all about non cooperative games between an area of cartelized consuming countries and an area of cartelized producing countries. In the introduction, we lay out the economic framework of this type of games, their analytical framework (differential games) and the theoretical literature. Then the three original games that make up the bulk of the present work are introduced. Each of the three following chapters is devoted to one of these three games. The first one is a non-cooperative game between an area of consuming countries and an area of producing countries but with an upper limit of atmospheric carbon concentration as the main environmental constraint. This new type of constraint changes the classical results of this type of game. The second one is also a non-cooperative game between an area of consuming countries (here the old rich countries) and an area of producing countries but there is also another area of consuming countries (poor and emergent countries) that does not play the game while it sets up the tax resulting of the game. The setting up of such a tax in this area is the consequence of a transfer from the other consuming area. The conclusion is that under specific conditions this area (but also the financing area) wins some welfare in this framework versus a passive behavior in front of the producers. In the last game, there are also two consuming areas but now they play a non-cooperative game between themselves, while the producing area is passive. In consequence there is not a worldwide carbon tax but two regional carbon taxes. However, under some specific conditions, this framework is better for the two consuming areas than the passive attitude in front of the producers. The main conclusion of the three games is that in some circumstances the consuming countries can get some extra welfare from a strategic stance when setting up a carbon tax.


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