Les systèmes d’échange de quotas d’émission (SEQEs) sont un instrument de régulation environnementale important et ont un rôle clef à jouer dans la réduction des émissions de gaz à effet de serre pour l’atténuation du changement climatique. Cette thèse a une double orientation : les liaisons spatiales entre SEQEs d'une part et les échanges inter-temporels au sein d’un SEQE d'autre part.Les liaisons entre SEQEs peuvent aider à établir un futur cadre de politique climatique mondiale coût-efficient. Cependant, ces liaisons sont difficiles à mettre en place et à ce jour, peu nombreuses. Dans un premier temps, à l’aide d’un modèle simple et unifié et en se basant sur des expériences réelles de SEQEs, nous comparons différentes restrictions à l’échange comme éléments facilitants une transition vers le libre échange de quotas. Dans un deuxième temps, nous construisons un modèle qui décrit et caractérise analytiquement les effets et gains associés à des liaisons multilatérales sous incertitude. Ensuite, le modèle est calibré sur émissions historiques de différentes juridictions pour illustrer les déterminants des préférences de liaison.Les SEQEs sont sujets à de l’incertitude réglementaire, ce qui peut affaiblir leurs efficience coût dynamique et signal prix de long terme. La prévalence d’une telle incertitude peut être assimilée à une situation d’ambiguïté. Nous analysons alors les décisions inter-temporelles d’entités couvertes par un SEQE et averses à l’ambiguïté puis caractérisons les distorsions induites sur le fonctionnement du système. Nous discutons enfin de l’éclairage apportés par ces résultats en rapport aux observations faites dans les SEQEs existants.