Aspects économiques de gestion de l'eau souterraine

Economic aspects of groundwater management

• Auteur / Autrice : Elsa Martin
• Direction : Christophe Deissenberg
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de sciences économiques
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Eau -- Politique publique

Théorie des jeux

Aspect économique

Gestion

Eaux souterraines

Résumé

Cette thèse s'intéresse à des problèmes économiques de gestion de l'eau souterraine. Elle s'articule en trois essais mis en relief par un chapitre introductif qui fait le tour de la littérature existante sur le sujet, en explicitant de manière détaillée les différentes inefficacités de l'exploitation de l'eau souterraine étudiées ensuite. Le premier essai propose de modéliser une situation réelle : celle de la nappe d'eau souterraine de la Crau, dans les Bouches-du-Rhône. Il repose sur la construction d’un jeu statique à la Nash où des agents hétérogènes (urbains et industriels) puisant l'eau de la nappe sont la cause de sa surexploitation. Dans le même temps, une association d'irrigants contribue à son alimentation, via les percolations induites par son activité, tout en en supportant les coûts. Il est alors démontré qu'une structure locale de gestion de l'aquifère peut toujours trouver un équilibre budgétaire en utilisant les redevances visant à limiter la surexploitation de la ressource pour financer les subventions destinées à favoriser son approvisionnement optimal par l'association. L'objectif du deuxième essai est un peu différent dans la mesure où il s'agit de mettre en évidence, dans le cadre d'un modèle de contrôle optimal dynamique avec agents représentatifs, les inefficacités dues à l'absence de coordination des politiques d'internalisation des externalités mises en place au niveau européen, via la directive cadre sur l'eau et la politique agricole commune. Il est démontré que, lorsqu'une nappe d'eau souterraine constitue le vecteur de plusieurs externalités positives et négatives exercées par différents secteurs, celles-ci peuvent se compenser de telle manière que la mise en oeuvre de ces politiques, par deux autorités distinctes jouant un jeu de Nash en boucle ouverte, génère des inefficiences. Dans ce cas précis, la solution efficace consiste en un schéma fiscal coordonné entre les deux autorités. Le dernier essai fournit un éclairage nouveau sur l'effet dit de Gisser et Sanchez, selon lequel une politique de gestion de l'eau souterraine n'engendrerait pas de bénéfices significatifs par rapport à une situation sans contrôle. Pour ce faire, le jeu différentiel proposé par Rubio et Casino (2001) est repris en endogénéisant le nombre d'utilisateurs de la ressource. Il est alors démontré que, à l'état stationnaire, l'effet ne joue plus car le bénéfice est nul à l'équilibre de long terme alors qu'il est positif en cas de gestion par un planificateur unique.

This thesis is about economic problems of groundwater management. There are three essays, mainly theoretical, being introduced with a first chapter. This one consists in a literature review on the subject. It aims at explaining the various inefficiencies linked with groundwater exploitation that are modelled in the essays. The first essay is about a real aquifer: the Crau one (South-East of France). A static Nash game is built. While the heterogenous agents (urban and industrial users) using the groundwater resource are overexploiting it, an irrigation association is replenishing it through the percolations induced by its members activity which is a traditional costly one. We show that a local groundwater management committee can always implement a budget-balanced fiscal scheme consisting in slowing down the groundwater extractions through a pigovian tax and inducing its optimal replenishment through subsidizing the irrigation association. The purpose of the second essay is quite different since it aims at bringing to the fore, within the framework of a dynamic model of optimal control with representative agents, the inefficiencies due to the lack of coordination of internalizing policies at the European level, concentrating on the water framework directive and the common agricultural policy. We show that, if an aquifer constitutes the vector of various positive and negative externalities induced by several economic activities, these inefficiencies can compensate themselves in such a way that the implementation of such policies by two distinct authorities playing an open-loop Nash game produces inefficiencies. In this special case, the efficient solution consists in a coordinated fiscal scheme between both the authorities. The last essay revisits the Gisser and Sanchez effect according to which a groundwater management policy would not generate significant welfare gains with respect to a situation with no control. In order to do this, we propose to make the number of farmers endogenous in Rubio and Casino's (2001) differential game. We then show that, at the steady state, the Gisser and Sanchez effect does not work anymore since the benefit at the stationary equilibrium is zero, although it is positive if a central planner intervenes.