Etudes économiques dans les réseaux de télécommunications

For about two decades, the technological evolutions in the networking and computer science domains have drastically reshaped the usages of information technologies, but also the power ratios among the different actors involved. New participants enter the market, to provide (direct or indirect) services to users: access providers, content providers, transit networks, content delivery network, all contribute to the supply chain. Nevertheless, because of the rapidity of the changes, the economical equilibria are likely to become less and less stable, as illustrated by the trend in the latest years, of content providers getting more and more revenue (and power) at the expense of connexion providers (access providers, but especially transit providers). In that context, the strategic decisions of actors, and the choice of rules that regulators may enforce, are delicate to make. My research work has for aim to understand, and if possible, to anticipate the consequences of the appearance of new technologies or services, in order to evaluate their interest for users and providers, and provide inputs for possible regulation. For that, my work relies of economic models, that are specific to each service or technology considered. Therefore, a good knowledge of the technical aspects is necessary, as well as an expertise in applied mathematic, economy and more specifically game theory, to define appropriate models and draw conclusions as general as possible. The choice of game theory as a main approach is motivated by the nature of the interactions among actors of the supply chain, who have non-aligned objectives (each one having its own interests) and from who we can expect a non-cooperative and rational behavior. Similarly, users have their own objectives; game theory provides a framework and tools to study those situations. The dissertation presents my main contributions since I obtained my PD in 2005, covering several aspects in telecommunication network economics: a selection of models and results in various contexts is proposed, from simple models for user choices and the induced competition among providers, to regulation-oriented considerations linked to the hot topics of net neutrality and search neutrality. Finally, some possible future research themes are evoked, that the Habilitation à Diriger des Recherches will allow me do develop further.Depuis une vingtaine d'années, les évolutions technologiques dans les domaines de l'informatique et des réseaux ont conduit à des bouleversements dans les services réseaux et leurs usages, mais également dans les rapports de force entre les différents acteurs impliqués. De nombreux participants interviennent généralement pour fournir un service réseau aux utilisateurs : fournisseurs d'accès, fournisseurs de contenu, réseaux de transit, opérateurs hébergeant les contenus, services de distribution de contenu, constructeurs, contribuent tous à la chaîne de valeurs. Cependant, les nouvelles possibilités techniques rendent les équilibres économiques toujours plus instables, comme l'illustre, depuis quelques années, la hausse considérable des revenus (et du pouvoir) des acteurs contrôlant le contenu au détriment des fournisseurs de connexion. Dans ce contexte, les décisions stratégiques des acteurs, et les choix réglementaires que peut mettre en place le régulateur, sont délicats à déterminer. Mon projet de recherche s'inscrit dans cette direction, avec pour objectif de comprendre et si possible d'anticiper les conséquences de l'apparition de nouvelles technologies ou de nouveaux services. Ceci afin d'évaluer l'intérêt de ces technologies et services pour les utilisateurs, pour les acteurs qui y contribuent, et d'émettre des recommandations quant aux régulations éventuellement nécessaires. Pour cela, mes travaux reposent sur des modèles économiques analytiques, spécifiques à chaque service ou technologie considérée. Une bonne connaissance des aspects techniques est donc nécessaire, ainsi qu'une expertise dans les domaines des mathématiques appliquées, de l'économie et plus précisément de la théorie des jeux, pour définir les modèles les plus appropriés et en tirer les conséquences les plus générales possibles. Le choix de la théorie des jeux comme approche principale est motivé par la nature des interactions entre les différents acteurs de la chaîne de valeur, qui ont des objectifs non-alignés (chacun ayant ses propres intérêts) et dont on peut donc a priori attendre un comportement non-coopératif. De même, les utilisateurs ont leurs objectifs particuliers ; la théorie des jeux fournit un cadre et des outils appropriés pour étudier ces situations. Le mémoire présente tout d'abord mes contributions depuis l'obtention de ma thèse en 2005, qui recouvrent plusieurs aspects liés à l'économie des réseaux de télécommunication : une sélection de modèles et de résultats dans des cadres variés est proposée, allant des modèles de choix des utilisateurs, en passant par la compétition entre fournisseurs (d'accès, ou de service), jusqu'à des considérations liées à la régulation, notamment concernant les sujets d'actualité de la \emph{neutralité du net} et de la neutralité des moteurs de recherche. Enfin j'évoque des thèmes de recherche que je pense pertinents pour la suite, et que l'Habilitation à Diriger des Recherches me permettra de développer dans la suite de ma carrière