Modéliser le long terme dans un monde de second rang : application aux politiques climatiques

This PhD thesis adresses the issue of the necessary transition toward a sustainable energy system and a stabilized climate regime. It starts from the observation of a persistent gap between lessons from both the theoretical economic literature and the quantitative assessments of climate policies and observed decision mechanisms in the real world. In order to understand this gap, the state of the art of existing technical and economic modelling tools in the field of energy and climate is critically analyzed, which leads to a new set of specifications for a new model able to solve the misunderstandings about climate policy. This is applied to the development of the innovative world model Imaclim-R, which includes several suboptimal rules of decision and market behaviours, in order to be more closely representative of our second best world. Numerical simulations lead to show the impact of those suboptimalities on climate policies, especially on the carbon value profile and on the risks of high transition costs on any greenhouse gases stabilization pathway. Eventually, some policy tools are proposed and assessed to secure the transition, on both the environmental and the economic sides, sketching a new research agenda for policy assessment.Cette thèse s'inscrit dans le contexte général de la nécessité d'une transition vers une trajectoire énergétique et climatique soutenable. Elle part du constat d'un décalage persistant entre d'une part les leçons que l'on peut tirer de la littérature économique théorique et appliquée à propos des politiques énergétiques et climatiques et d'autre part les mécanismes réels de prises de décision dans le monde économique actuel. Dans le but de résorber ce décalage, il est réalisé un diagnostic critique de l'état de l'art des outils de modélisation des trajectoires macro-énergétiques de long terme, qui permet ensuite d'établir un nouveau cahier des charges pour une architecture plus adaptée à l'étude des politiques énergétiques et climatiques. Cela débouche sur le développement du modèle de prospective mondiale Imaclim-R, dont la caractéristique principale est de représenter un monde de second rang, c'est-à-dire comportant un certain nombre de sous-optimalités dans les décisions des agents et le fonctionnement des marchés. Le modèle est ensuite utilisé pour souligner l'impact de ces sous-optimalités sur l'évaluation des politiques climatiques, en particulier sur le profil temporel de la valeur du carbone nécessaire à la stabilisation du climat et sur les risques de coûts de transition élevés. Enfin un certain nombre de pistes pour sécuriser cette transition, tant sur le plan économique qu'environnemental, sont évoquées et évaluées quantitativement, dessinant un nouvel agenda de recherche pour l'évaluation et l'élaboration des politiques climatiques