Le but de ce travail est d'élaborer des composites structuraux fibres de carbone/polymère/fils métalliques avec des propriétés électriques transverses élevées. Dans un premier temps, des fils submicroniques d'argent (AgNWs) à haut facteur de forme ont été élaborés par le procédé polyol en présence de poly (vinyl pyrrolidone). Ces fils seront par la suite incorporés dans une matrice thermoplastique haute performance de type poly éther ketone ketone (PEKK). L'influence de la chimie et de la structure physique sur les propriétés du PEKK ont fait l'objet d'une étude. Les composites submicroniques conducteurs (PEKK/AgNWs) élaborés présentent un faible seuil de percolation (0,6 % vol) et une conductivité élevée de l'ordre de 200 S.m-1. L'influence des fils sur les propriétés du PEKK a été étudiée. Par la suite, des composites renforcés en fibre de carbone FC/PEKK/AgNWs ont été mis en œuvre. Ces composites présentent un bon état d'imprégnation et une distribution homogène des fils. La conductivité transverse de la nappe FC/PEKK est augmentée de 4 décades par la dispersion des fils d'argent. / The aim of this work is to elaborate structural composites carbon fiber/polymer/metallic nanowires with high transverse electrical conductivity. First, silver nanowires (AgNWs) with high aspect ratio were synthesized through the polyol process in presence of poly (vinyl pyrrolidone). Those nanowires were inserted in the high performance thermoplastic polymer PEKK. The influence of the chemical and physical structure on PEKK properties will be discussed. PEKK/AgNWs composites showed a very low percolation threshold (0.6 vol %) and reach high electrical conductivity values of 200 S.m-1. Influence of the content filler in PEKK matrix was studied. Then, carbon fiber reinforced composites FC/PEKK/AgNWs were performed with good quality impregnation and good dispersion of AgNWs through the composite. The conductivity of the single tape CF/PEKK was increased by 4 orders of magnitude with the presence of AgNWs.

Ce travail présente, tout d'abord, l'étude des propriétés électriques (conductivité, permittivité) d'une matrice thermoplastique contenant du noir de carbone. Nous mettons en évidence les facteurs influençant ces propriétés en continu, basses fréquences et en micro-ondes à l'aide des techniques de spectroscopie diélectrique dynamique. L'influence de déformations mécaniques uniaxiales sur la permittivité en micro-ondes a été étudiée. Ensuite, les effets de la nature de la matrice et de l'arrangement spatial des nanotubes de carbone multiparois NTC sur les propriétés électriques des composites époxyde/NTC et latex /NTC ont été abordés. Les théories de la percolation et du milieu effectif sont utilisées pour décrire les mécanismes de transport électronique dans ces composites.

La biosphère océanique module la concentration de CO2 atmosphérique via la pompe biologique (transfert vertical de carbone organique particulaire - POC - de l'océan de surface vers le fond) et la contre-pompe des carbonates (émission de CO2 lors de la précipitation du carbone inorganique particulaire - PIC). Cette thèse a pour but (1) d'identifier la contribution de différents groupes planctoniques à l'export de POC et PIC à échelle annuelle dans des zones de production contrastée de l'océan Austral et (2) de comprendre comment cette diversité influence la stœchiométrie et la labilité du matériel exporté.Des déploiements de pièges à particules à proximité les iles Kerguelen et de la Géorgie du Sud montrent que la fertilisation naturelle en fer augmente l'intensité mais pas l'efficacité de l'export de POC. Les spores de résistance de diatomées pilotent une fraction importante (40-60 %) de l'export annuel de POC dans chacun des sites productifs. L'analyse taxonomique des diatomées mène à l'identification de groupes consistants qui impactent la séquestration préférentielle du C ou du Si. Lors d'une campagne estivale, nous associons l'abondance relative de diatomées et dinoflagellés à la stœchiométrie N:P de la matière organique et soulignons l'importance des couches de transition pour le découplage des cycles du C et Si. L'étude de la composition en lipides du matériel exporté nous permet d'identifier les spores de diatomées comme des vecteurs de matière organique contenant des acides gras riches en énergie. A Kerguelen, la faible contre-pompe des carbonates est due à dominance des coccolithophoridés dans l'export de PIC au Sud du Front Polaire. / Marine biosphere impacts the atmospheric CO2 concentration by two main processes: the biological pump (vertical transfer of particulate organic carbon - POC - from the surface to the deep ocean) and the carbonate counter pump (CO2 emission during particulate inorganic - PIC - precipitation). The objectives of this PhD are (1) to identify the relative contribution of different plankton groups to POC and PIC export at annual scale in regions of contrasted productivity in the Southern Ocean and (2) to understand how this diversity impacts the elemental stoichiometry and lability of the exported material.Annual sediment trap deployments in the vicinity of the Kerguelen and South Georgia island plateaus have demonstrated that natural iron fertilisation increases the intensity but not the efficiency of export. Diatom resting spore formation drives an important fraction (40-60 %) of the annual carbon export in the productive sites. The taxonomic analyses of exported diatoms lead to the identification of consistent groups that impact the preferential export of C or Si. During a summer cruise, we associate the relative abundance of diatoms and dinoflagellates to the N:P stoichiometry of particulate organic matter and highlight the importance of transition layers for C and Si uncoupling. The study of the lipid composition of export leads to the identification of diatom resting spore as preferential vectors for the export energy-rich fatty acids. At Kerguelen, the low carbonate counter-pump is due to the dominance of coccolithophores contribution to PIC export south of the Polar Front.

L'objectif de ce travail est la synthèse et l'étude des propriétés acido-basiques de nanotubes de carbone (CNT) dopés à l’azote pour les utiliser comme catalyseurs ou supports de catalyseurs. Pour ce faire, trois types de nanotubes de carbone dopés à l'azote ont été synthétisés, caractérisés et testés dans la conversion de l'alcool isopropylique. Les nanotubes de carbone dopés diffèrent par le taux d’azote et la présence ou non d'une section non dopée dans leur structure. Pour les matériaux à faible teneur en azote, la réaction conduit à la formation d'acétone indiquant la présence de sites basiques. À plus forte teneur en azote, les catalyseurs dopés conduisent à la formation d'acétone et de propène, mettant en évidence la présence de sites basiques et acides. La caractérisation par XPS nous a permis de proposer que les sites basiques sont constitués de groupes de surface pyridiniques et les sites acides sont des groupements sulfoniques formés au cours de la purification de ces matériaux avec de l'acide sulfurique. Des catalyseurs au ruthénium et au palladium supportés (2%) sur des nanotubes de carbone non dopés et dopés à l'azote (N-CNT), ont été préparés et évalués dans la réaction de décomposition de l'alcool isopropylique comme réaction test. La présence de fonctionnalités azotées (azote pyridinique, pyrrolique et quaternaire) sur le support dopé à l'azote induit une plus grande dispersion du métal. En ce qui concerne les catalyseurs supportés, ceux de palladium étaient plus actifs et plus sélectifs que ceux au ruthénium. De plus, les catalyseurs au Pd sont sélectifs en acétone, tandis que les catalyseurs au Ru conduisent à la déshydratation et la déshydrogénation. Le dopage des nanotubes de carbone par l’azote conduit aussi à l'apparition de propriétés d'oxydo-réduction. Enfin, nous avons montré que des nanotubes de carbone, constitués de deux sections différentes : une partie non dopée hydrophobe reliée à un segment hydrophile, sont amphiphiles. Nous les avons utilisés comme supports tensioactif de catalyseur au palladium. Ces nouveaux catalyseurs à base de Pd supporté ont été testés dans la réaction d'oxydation de plusieurs alcools en utilisant l'oxygène moléculaire en phase liquide. L'oxydation du 2- heptanol produit sélectivement la cétone correspondante, alors que l'oxydation de l'alcool benzylique est très sélective vis-à-vis de l'aldéhyde. Par ailleurs, l'oxydation de l'éthanol produit de l'acide acétique de manière sélective. / The objective of this work is the synthesis and the investigation of the acid and basicproperties of nitrogen doped carbon nanotubes (CNTs) able to be used as catalysts or catalystsupports. For this, three types of purified nitrogen doped CNTs were synthesized,characterized and tested for isopropyl alcohol conversion under nitrogen or air atmosphere,and compared to undoped CNTs. The N-doped CNTs differ from their nitrogen content andfrom the presence or not of undoped section in their structure. The reaction lead to theformation of acetone as the sole product on catalysts presenting no nitrogen or low nitrogencontent (< 2.8% w/w), pointing to the presence of basic sites. At higher nitrogen content, Ndopedcatalysts lead to the formation of acetone and propene, highlighting the presence ofboth basic and acids sites on such material. XPS characterization allow us to propose that thebasic sites consist in pyridinic surface groups and the acidic sites in sulfonic surface groupsformed during the purification of these material with sulfuric acid. Ruthenium and palladiumsupported catalysts (2% w/w) were prepared on nitrogen-doped and non-doped carbonnanotubes (N-CNT), and evaluated for the reaction of decomposition of isopropyl alcohol asprobe reaction. The presence of nitrogen functionalities (pyridinic, pyrrolic and quaternarynitrogen) on the nitrogen doped support induces a higher metal dispersion: 1.8 nm (Pd/NCNT)< 4.9 nm (Pd/CNT), and 2.4 nm (Ru/N-CNT) < 3.0 nm (Ru/CNT). As far as thesupported catalysts are concerned, the palladium ones were more active and more selectivethan the ruthenium ones. The Pd catalysts were selective towards acetone, whereas Rucatalysts lead to dehydration and dehydrogenation products. The nitrogen doping induces theappearance of redox properties, which appear when oxygen is present in the reaction mixture.Finally, we have shown that unique amphiphilic magnetic hybrid carbon nanotubes thatcontain on the same nanotube two different sections: a hydrophobic undoped part connectedto a hydrophilic N-doped segment are synthesized and used as tensioactive supports forpalladium catalysts. These new Pd-supported catalysts have been used in the alcoholoxidation reaction using molecular oxygen in the liquid phase. The oxidation of 2-heptanolproduces selectively the ketone, the oxidation of benzyl alcohol is very selective towards thealdehyde, and ethanol oxidation produces selectively acetic acid.

Cette étude a été effectuée pour améliorer l'efficacité des mesures de stockage de carbone par des techniques de télédétection dans les plantations de Para rubber (Hevea brasiliensis) en Thaïlande. Les estimations des méthodes actuelles de stockage de carbone s’opèrent à l’aide de la classification classique basée sur le système des pixels basée sur des images de moyenne résolution et produit donc des résultats d’une grande incertitude. En revanche, dans cette étude, la méthode utilisée est basée sur des images de très haute résolution provenant du satellite THAICHOTE, associés à des mesures sur le terrain, dans le bassin de Mae num Prasae. L’utilisation de l'objet en fonction des classifications, les plantations cartographiées, leur âge et leur circonférence ont été estimées à partir d'un modèle paramétrique dérivé de données spectrales, de texture et 3D. L'étude propose une information de texture plus utile que l'information spectrale pour capturer l’architecture des arbres du couvert et donc l'âge de la canopée. Un spectrale de Global Environment Monitoring (GEMI) et quatre texturales de Homogeneity, Dissimilarity, Contrast et Variance ont été utilisées dans l'ajustement du modèle (régression R2 = 0,87) pour estimer la circonférence et l'âge des arbres tandis que le Canopy Height Model (CHM) de 3D n’était pas autorisée pour construire l'information de classement d'images. Environ 154 km2 des 232 km2 de la zone étudiée sont couverts par des plantations. La quantité totale de la biomasse et des stocks de carbone s’élève à 2,23 mégatonnes et 0,99 mégatonnes C, respectivement avec une incertitude de 11%. En 2011, la superficie totale séquestrée était de 121 tCO2 par des plantations. / This study explored to the improve efficiency of measurements of carbon stock by remote sensing techniques on Para rubber (Hevea brasiliensis) plantations in East Thailand. Current methods of carbon stock estimations use classical pixel based classification on middle-resolution images and thus produce results with a large uncertainty. In this study, the method use very high resolution images from the THAICHOTE satellite, associated to field measurements to estimates the carbon stock and its evolution in the Mae num Prasae watershed. Using object based classifications, the plantations have been mapped and their age and girth have been estimated from a parametric model derived from spectral, textural, 3D information and field data. The results of this study show that these data can be used to map Para rubber plantation and distinguish age classes of trees in the plantations. The study propose that textural information is more useful than spectral information to capture tree canopy architecture and thus the age of the canopy. One spectral of Global Environment Monitoring (GEMI) and four textural information of Homogeneity, Dissimilarity, Contrast and Variance were used in the fit model (multiple linear regression R2=0.87) for estimating the Para rubber tree girth and age while the 3D information (canopy height model: CHM) was not appropriated to build the image classification information. Around 154 km2 of the 232 km2 of the studied area are covered by Para rubber plantations. The total amount of biomass and carbon stocks are 2.23 Megatons and 0.99 Megatons C respectively with uncertainty of 11%. In 2011, the total area sequestered 121 tCO2 by Para rubber plantations.

Le but de ma thèse est de conduire et d’utiliser les premières observations atmosphériquesde surface du CO2, de l’O2, du CH4 et de la composition isotopique de la vapeur d’eau et desprécipitations dans la région peu instrumentée du sud du Groenland. Quelles informations cesobservations locales peuvent-elles nous apporter à la fois concernant les processus atmosphériqueslocaux et concernant le transport atmosphérique à grande échelle ? Peut-on en extrairedes informations sur les échanges entre la surface et l’atmosphère, qui constituent une part crucialedes cycles biogéochimiques du carbone et de l’eau ? L’interprétation paléoclimatique desenregistrements de carottes de glace au Groenland peut-elle bénéficier de ces observations ?Après une validation des observations menées à Ivittuut, sur la côte sud-ouest du Groenland,en regard de normes internationales de qualité, confirmant leur représentativité des variationsatmosphériques, j’ai commencé par interpréter ces observations en analysant leur variabilité àdifférentes échelles de temps et découlant de processus spécifiques. Ceci m’a permis de montrerque le site de mesure était très peu influencé par des phénomènes locaux : peu de sources localesde gaz à effet de serre, et de processus locaux agissant sur la composition isotopique de la vapeurd’eau. Cette caractéristique facilite l’attribution des variations observées à des changements detransport atmosphérique de grande échelle en lien avec des sources distantes.Pour comprendre les variations observées, je les ai mises en relation avec des observationsissues d’autres sites ainsi qu’avec des sorties de modèles atmosphériques de grande échelle. D’unepart, j’ai constaté que de nombreuses variations de la composition atmosphérique à l’échelle synoptiquepouvaient être expliquées par des modifications du transport atmosphérique de grandeéchelle. J’ai aussi pu identifier la représentativité spatiale de nos observations, et contribuerà l’évaluation de modèles atmosphériques de grande échelle. Enfin, un cas d’étude durant lavague de chaleur ayant affecté la totalité du Groenland durant l’été 2012 m’a permis de suivrele transport atmosphérique de masses d’air et d’observer en plusieurs points ses impacts sur lacomposition isotopique de la vapeur d’eau, notamment sur la conservation du signal d’excès endeutérium, qui n’avait jamais été observée auparavant.Enfin, la combinaison des observations et de la modélisation atmosphérique m’a permis demettre en évidence les contributions de l’observation atmosphérique en terme de documentationdes échanges entre la surface et l’atmosphère : par une attribution des valeurs observées auxsources potentielles identifiées par modélisation des masses d’air affectant la station pour le CH4et la composition isotopique de la vapeur d’eau, et par la comparaison des observations à dessimulations de transport direct de sources connues issues d’inventaires pour le CH4 ou modéliséespour le CO2 et l’O2 océanique. / South Greenland is a key region placed under Arctic and Northern Atlantic influences, whichis poorly documented in terms of atmospheric monitoring. The aim of my thesis is to conductand use the first regional atmospheric observations of CO2, O2, CH4 and isotopic compositionof water vapour and precipitation performed in Ivittuut, a coastal site in south-west Greenland.Which information can we infer from these atmospheric observations, in terms of localatmospheric processes and large scale atmospheric transport variations? Can we use these observationsto document the surface-air exchanges of these compounds, which represent an importantpart of the water and carbon biogeochemical cycles?After validating the observations regarding international precision recommandations, I havebeen able to analyse the variabilities at different time scales, resulting from different specificprocesses. This highlighted the fact the atmospheric composition of our site is weakly influencedby local processes, either for local greenhouse gases sources or small scale atmosphericvariations affecting water vapour isotopic composition. This facilitates the interpretation of ourobservations in terms of large scale atmospheric transport signals.To better understand the observed variations, I related our data series with other observationsoriginating from different sites, and with outputs from different atmospheric models. Ihave first witnessed the links between variations of atmospheric composition and large synopticscale atmospheric transport changes. Then, I have identified the spatial representativity of ourobservations and contributed to the evaluation of atmospheric models. The case study of astrong heat wave covering Greenland during summer 2012 allowed me to study the transport ofwater vapour within an air mass between different stations. It allowed me to provide the firstexperimental observation of deuterium excess conservation during atmospheric transport.Finally, combining observations and atmospheric simulations, I have documented surfaceairexchanges of the observed compounds: first by the attribution of observed values of CH4and water vapour isotopic composition to their simulated potential origins, secondly by thecomparison of observed variations with the direct simulation of atmospheric transport of eitherCH4 sources estimated from inventories or simulated CO2 and O2 air-sea fluxes from an oceanmodel.

La mangrove est un écosystème complexe qui se développe sur les zones intertidales, le long des littoraux (sub)tropicaux. Dû à sa production primaire élevée, couplée à une grande capacité de séquestration du carbone organique, la mangrove a été nommée écosystème à « Carbone Bleu ». Toutefois, le changement climatique à venir, et particulièrement les augmentations en CO2 atmosphérique et en température ainsi que la hausse du niveau marin, pourraient modifier son fonctionnement. Dans de ce contexte, les objectifs étaient de (i) comprendre comment les variations eustatiques passées ont pu impacter les stocks de carbone enfouis dans les sols de mangrove, afin de mieux prévoir l’effet de la future hausse du niveau marin, (ii) caractériser les émissions de CO2 et de CH4 depuis les sols et la colonne d’eau dans la mangrove, et (iii) évaluer l’impact de la hausse des concentrations en CO2 atmosphérique et de la durée d’immersion sur la physiologie de plantules de palétuviers. L’augmentation des concentrations CO2 atmosphérique modifiera la productivité des palétuviers, notamment en stimulant leur activité photosynthétique, facilitant ainsi leurs capacités à coloniser de nouveaux espaces disponibles du fait de la hausse des océans. Cette hausse aura également un effet conséquent sur les stocks de carbone dans les sols, comme nous l’avons montré pour les variations eustatiques de l’Holocène tardif, impliquant également une migration des strates de mangrove. Finalement, les émissions de CO2 et de CH4 vers l’atmosphère sont non négligeables, tout particulièrement celles émises depuis la colonne d’eau, qui devront être pris en compte dans les futurs bilans carbone de l’écosystème. / Mangroves are complex and unique ecosystems that develop on intertidal areas along (sub)tropical coastlines. Due to their position, they are considered as major ecosystems in the coastal carbon cycle. Thanks to their high primary productivity, coupled with a high carbon sequestrating capacity in both biomass and soils, mangroves have been called “Blue Carbon” ecosystems. However, future climate change, and particularly increases in atmospheric CO2 concentrations, temperatures and sea-level rise, may alter its functioning. Within this context, the objectives were to (i) understand how eustatic variations may have impacted soil carbon stocks by the past, in order to better predict the effects of future sea-level rise, (ii) characterize CO2 and CH4 emissions from the soil and also from the water column within the mangrove forest, and (iii) evaluate the impact of future increase in atmospheric CO2 concentrations and in sea-level may affect the physiology of young mangrove seedlings. Increases in atmospheric CO2 concentrations will modify either the seedlings productivity and photosynthetic activity, therefore facilitating their ability to colonize new accommodation spaces due to the rising sea-level. This increase in sea-level will also have a consequent impact on soil carbon stocks, as we showed for the past eustatic variations of the late Holocene, also implying a migration of mangroves stands. Eventually, CO2 and CH4 emissions to the atmosphere were non-neglectable, particularly the one emitted from the water column.

Cette thèse contribue à la compréhension des frictions liées aux politiques environnementales et à la manière dont ces frictions affectent la dynamique des industries polluantes ainsi que les agrégats macroéconomiques tels que la productivité. Elle examine également de manière critique comment différents aspects de ces politiques influencent la distribution des entreprises en termes d’emploi, de tailles et d’émissions. Dans le premier chapitre, j’examine les effets à long terme des politiques d’exemption basées sur des seuils dans la réglementation environnementale, qui consistent à exonérer les émetteurs en dessous d’un certain seuil d’émissions. En utilisant des données sur la pollution provenant de divers établissements participant au programme de plafonnement et d’échange de la Californie, j’ai découvert que 40% des entreprises bénéficient de cette exemption, avec une concentration notable autour du seuil, en particulier parmi les nouveaux entrants. Pour comprendre les implications plus larges, j’ai développé un modèle dynamique industriel qui prend en compte des entreprises hétérogènes et un système de tarification du carbone avec des exemptions spécifiques au seuil. En simulant le programme californien de plafonnement et d’échange, j’ai constaté que la suppression de l’exemption conduit à une augmentation de 0,05% de la production en raison du déplacement des ressources vers des entreprises plus productives. Pour mesurer l’impact de la politique d’exemption sur l’allocation des ressources, j’ai analysé la dispersion de la productivité totale des facteurs basée sur les revenus (TFPR) au niveau de l’entreprise. L’analyse a révélé que la volatilité de la TFPR est influencée par la dispersion entre les catégories d’entreprises. Les entreprises ayant une productivité intermédiaire et regroupées autour du seuil ont une moyenne et une dispersion de TFPR plus élevées comparées aux grandes entreprises productives qui supportent les coûts des émissions. Dans le deuxième chapitre, j’examine les implications macroéconomiques de l’utilisation complémentaire des instruments de tarification traditionnels avec les Crédits de Compensation (OCs), dont le prix est négocié par les entités couvertes auprès des entreprises non couvertes. Ce processus de négociation peut entraîner un coût marginal d’émission différent par rapport aux instruments de tarification traditionnels. En utilisant les données des entreprises sur les émissions et les modalités de conformité du programme de plafonnement et d’échange de la Californie, j’ai montré trois faits. Premièrement, l’utilisation des OCs augmente avec la taille des émissions des entreprises ; la proportion des entreprises se conformant aux OCs et la proportion des émissions compensées augmentent avec les groupes de quintiles d’émissions. Ainsi, les OCs agissent comme une réduction implicite de la taxe carbone pour les grands émetteurs. Deuxièment, les entreprises établies se conforment plus intensivement aux OCs par rapport aux nouveaux entrants et aux entreprises sortantes. Enfin, le taux de retrait des OCs disponibles diminue progressivement après la réglementation. Pour expliquer ces résultats, j’étends et calibre un modèle de dynamique industrielle incorporant un système de plafonnement et d’échange où les entreprises choisissent entre les permis traditionnels et les OCs, considérés comme des substituts parfaits, le prix de ces derniers étant obtenu par un protocole de négociation de Nash. Je montre quantitativement que compléter le plafonnement et l’échange (enchères) avec des OCs peut affecter positivement les résultats environnementaux et entraîner un gain de bien-être positif (0,021%), bien qu’à un coût léger pour les résultats économiques tels que la productivité totale des facteurs (0,002%). L’effet sur le bien-être lorsque la taxe carbone est combinée avec des OCs est plus faible (0,019%) et est accompagné d’une baisse plus importante du taux d’imposition moyen. Qualitativement, j’ai dérivé les conditions dans lesquelles les taux d’imposition au niveau des entreprises et en moyenne varient en fonction de trois allocations de permis : enchères, attribution gratuite et rabais basé sur la production, en lien avec la conformité aux OCs. Le troisième chapitre examine l’impact des incitations fiscales pour les investissements en dépollution sur la part du travail et l’investissement total en dépollution dans les industries manufacturières en Colombie. En utilisant des données au niveau microéconomique, je constate une forte corrélation négative entre l’investissement en dépollution et la part du travail. En revanche, il n’y a pas d’association significative entre l’investissement en capital et la part du travail. Pour comprendre ces observations, j’étends et calibre un cadre de dynamique industrielle incluant des entreprises hétérogènes investissant dans des mesures de contrôle de la pollution. Les expériences politiques montrent que le passage à des incitations pour le contrôle de la pollution avec une déduction fiscale de 20% réduit la part du travail dans l’industrie de 20% en raison de l’augmentation de la part de marché des entreprises intensives en capital. De plus, l’investissement en dépollution augmente de 45% en raison de l’effet d’équilibre général. Les changements dans les instruments fiscaux créent une corrélation négative entre la part du travail des entreprises et l’investissement en dépollution aux niveaux de l’entreprise et de l’agrégat. Une augmentation de la taxe carbone réduit la part du travail dans l’industrie mais augmente l’investissement total en dépollution, car la part de production des entreprises très intensives en facteurs de production augmente, tandis que les entreprises ayant une intensité de travail médiane perdent du terrain. À l’inverse, une augmentation de l’impôt sur les sociétés réduit l’investissement total en dépollution et augmente la part du travail dans l’industrie, reflétant les changements de distribution observés en l’absence de déduction fiscale. Cette étude met en lumière comment les incitations au contrôle de la pollution par des déductions fiscales influencent la distribution conjointe de la part de production et de l’intensité des facteurs des entreprises. Les résultats soulignent la nécessité de concevoir des incitations fiscales équilibrées pour atteindre les objectifs économiques et environnementaux. / This thesis contributes to the understanding of the frictions associated with environmental policies and how these frictions affect the dynamics of polluting industries and their impact on macroeconomic aggregates such as productivity. It also critically examines how different aspects of these policies influence the distribution of firms in terms of employment, firms size and emissions. In the first chapter, I examine the long run effects of threshold-based exemption policies in environmental regulation, which involve exempting emitters below a certain emission threshold. Using pollution data from various establishments under California’s Cap-and-Trade program, I found that 40% of firms benefit from this exemption, with many clustering around the threshold, particularly new entrants. To understand the broader implications, I developed an industry dynamic model that considers heterogeneous firms and a carbon pricing system with threshold-specific exemptions. When simulating California’s Cap-and-Trade, I found that removing the exemption leads to a 0.05% increase in output due to resources shifting towards more productive firms. To measure the impact of the exemption policy on resource allocation, I analyzed the dispersion of Total Factor Productivity Revenue-based (TFPR) at the firm level. The analysis revealed that TFPR volatility is influenced by the dispersion between firm categories, particularly those relative to the exemption threshold. Firms with intermediate productivity, clustered around the threshold, showed higher average and dispersion of TFPR compared to productive firms that bear emission costs. In the second chapter, I quantify the macroeconomic implications of complementing the use of traditional pricing instruments with Offset Credits (OCs), whose price is negotiated by covered entities from non-covered firms. This bargaining process may result in a different marginal emission cost compared to traditional pricing instruments. Using firm data on emissions and compliance modalities from California’s Cap-and-Trade program, I show three facts. First, OC usage increases with firm emission size; the proportion of firms complying with OCs and the proportion of emissions offset increase with emission quintile groups. Thus, OCs act as an implicit carbon tax reduction for large emitters. Second, incumbent firms comply more intensively with OCs compared to new entrants and exiting firms. Lastly, the retirement rate of available OCs drops gradually after the regulation. To explain these findings, I extend and calibrate an industry dynamics model incorporating a cap-and-trade system where firms choose between traditional permits and OCs, viewed as perfect substitutes with the price of the latter obtained through a Nash bargaining protocol. I quantitatively show that complementing cap-and-trade (auction) with OCs can positively affect environmental outcomes and yield a positive welfare gain (0.021%), albeit at a slight cost of total factor productivity (0.002%). The welfare effect when complementing a carbon tax with OCs is smaller (0.019%), accompanied by a larger average tax rate decrease compared to cap-and-trade. Qualitatively, I derived conditions under which firm-level and average tax rates vary depending on three permit allocations: auction, grandfathering, and output-based rebate, in line with the compliance with OCs. The third chapter investigates the impact of tax incentives for investment in abatement on the labor share and aggregate abatement investment in Colombia’s manufacturing industries. Using micro-level data, I find a strong negative correlation between abatement investment and labor share. However, there is no significant association between capital investment and labor share. To understand these facts, I extend and calibrate an industry dynamics framework that includes heterogeneous firms investing in pollution control investments. Policy experiments show that switching to pollution control incentives with a 20% income tax deduction reduces the industry labor share by 20% due to an increase in capital-intensive market share. Additionally, abatement investment rises by 45% due to the general equilibrium effect. Changes in tax instruments create a negative correlation between firms’ labor share and abatement investment at both firm and aggregate levels. An increase in carbon tax reduces the industry labor share but boosts aggregate abatement investment, as the output share of extremely factor-intensive firms grows, while firms around the median labor intensity lose share. Conversely, an increase in corporate tax reduces aggregate abatement investment and raises the industry labor share, mirroring the distribution changes seen with no income tax deduction. This study highlights how pollution control incentives through income tax deductions affect the joint distribution of firms’ output share and factor intensity. The findings emphasize the need for well-designed tax incentives to balance economic and environmental goals.

Le changement climatique est devenu aujourd’hui le fléau environnemental qui préoccupe etmobilise le plus la communauté internationale. L’aboutissement de cette mobilisation générale reste sansdoute la mise en place du régime international de lutte contre le changement climatique dont la Conventioncadredes Nations Unies sur le changement climatique et le Protocole de Kyoto constituent les basesjuridiques. Ce régime innove en ce qu’il fixe des engagements quantifiés de réduction des émissions de gaz àeffet de serre pour les États pollueurs, mais aussi en ce qu’il instaure des mécanismes dits de « flexibilité »dont la mise en oeuvre est assortie d’un contrôle original basé sur un Comité dit de « l’observance ». Mais, endépit de toute cette production normative, il est regrettable de constater aujourd’hui que le régimeinternational du climat est un véritable échec. En effet, si la mobilisation des États ne fait aucun doute, enrevanche, les mêmes États qui ont volontairement accepté de s’engager refusent délibérément d’honorer leursengagements pour des raisons essentiellement politiques, économiques et stratégiques. Ce travail ambitionnedonc de lever le voile sur les causes de cet échec en dressant un bilan mitigé de la première périoded’engagement de Kyoto qui a pris fin en 2012, et propose des perspectives pour un régime juridique duclimat post-Kyoto efficient et efficace, en mesure d’être à la hauteur des enjeux. / Climate change has become the scourge environmental concern and mobilizes more theinternational community. The outcome of this mobilization remains probably the implementation ofinternational climate change regime for which the Climate Convention and the Kyoto Protocol are the legalbases. This system is innovative in that it sets quantified emission reduction commitments for greenhouse gasemissions (GHG) for polluters States, but also in that it establishes mechanisms known as of “flexibility”whose implementation is accompanied by a control based on a Committee known as of “compliance”. Butdespite all this normative production, it is regrettable that today the international climate regime is a realfailure. Indeed, if the mobilization of states is no doubt, however, the same states that have voluntarily agreedto engage deliberately refuse to honour their commitments for essentially political, economic and strategicreasons. This work therefore aims to shed light on the causes of this failure by developing a mixed record ofthe first Kyoto commitment ended period in 2012, and offers prospects for a legal regime of the post-Kyotoclimate and efficient, able to be up to the challenges.

Le présent travail de thèse décrit le développement de systèmes actifs de polymérisation d’oléfines basés sur des métaux de fin de transition (nickel et fer) supportés sur des nanomatériaux. Le chapitre I décrit l’état de l’art des systèmes catalytiques supportés ou non pour la polymérisation d’oléfines. Dans le chapitre II, nous décrivons la polymérisation de l’éthylène en utilisant des catalyseurs de nickel contenant un groupement –NH2 pour leur immobilisation covalente sur nanotubes de carbone ; montrant l’influence positive de l’immobilisation : les catalyseurs ainsi supportés sont en effet à la fois plus actifs et conduisant à des polymères de plus haut poids moléculaire. Dans le chapitre III, des complexes de fer contenant un groupement pyrène sont décrits et immobilisés sur nanotubes de carbone par interaction non covalente π-π. Dans ce cas, à la fois les systèmes homogènes et leurs analogues supportés catalysent la réaction de polymérisation de l’éthylène avec des activités particulièrement élevées. Il a également pu être mis en évidence l’importante influence du support carboné sur les performances du système catalytique ainsi que sur la structure des polymères obtenus. Différents types de complexes de nickel contenant un ligand imino-pyridine et différents groupes polyaromatiques ont été synthétisés et leur utilisation en polymérisation de l’éthylène est décrite dans le chapitre IV. L’influence de l’addition de faibles quantités de matériaux nanocarbonés (nanotubes de carbone ou graphène) au milieu réactionnel a ainsi été étudiée. Le graphène s’est dans ce cas révélé particulièrement bénéfique sur les performances du catalyseur. Enfin, le chapitre V décrit la polymérisation de l’isoprène à l’aide de catalyseurs de fer contenant des groupements polyaromatiques permettant leur immobilisation à la surface de nanoparticules de fer. Ces systèmes ont ensuite pu être confinés dans des nanotubes de carbone. Les systèmes catalytiques décrits sont particulièrement actifs produisant des polyisoprènes à température de transition vitreuse élevée et avec une haute sélectivité trans-1,4-polyisoprène. / This present thesis deals with the development of active olefin polymerization catalysts based on late transition metal (nickel and iron) imino-pyridine complexes supported on nanomaterial. Chapter I gives a comprehensive literature review of unsupported and supported ethylene polymerization catalyst. In Chapter II we report the ethylene polymerization studies using nickel complexes containing an –NH2 group for covalent immobilization on multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) of the corresponding precatalysts. Comparison of the homogeneous catalysts with their supported counterparts evidenced higher catalytic activity and higher molecular weights for the polymers produced. In Chapter III, iron complexes containing a pyrene group have been synthesized and immobilized on MWCNTs through non-covalent π-π interactions between pyrene group and surface of MWCNTs. Activated by MMAO, both the iron complexes and immobilized catalysts show high activities for ethylene polymerization. It was possible to evidence that MWCNTs have a great influence on the catalytic activity and on the structure of the resulting polyethylenes. Imino-pyridine nickel complexes containing various kinds of aromatic groups have been synthesized in Chapter IV and polymerization conditions in the presence and in the absence of nanocarbon materials, such as MWCNTs or few layer graphene (FLG), are discussed. For those nickel catalysts bearing 1-aryliminoethylpyridine ligands, the presence of MWCNTs in the catalytic mixture allows the formation of waxes of lower molecular weight and polydispersity, whereas the presence of FLG proved to be beneficial for the catalytic activity. In Chapter V, isoprene polymerization catalyzed by iron complexes containing polyaromatic groups and non-covalently supported on nanoparticles and confined into the inner cavity of MWCNTs (Cat@NPs and Cat@NPs@MWCNTs) are investigated. Iron complexes show excellent activity for the isoprene polymerization and produced high glass temperature polyisoprene with a high trans-1,4-polyisoprene selectivity. Polymer nanocomposites are produced by supported catalysts and, transmission electron microscopy (TEM) evidenced efficient coating of the resulting polyisoprene around the oxygen sensitive iron nanoparticles.