L’estimation structurelle des modèles de demande sur des marchés de produits différenciés joue un rôle important en économie. Elle permet de mieux comprendre les choix des consommateurs et, entre autres, de mesurer les effets d’une fusion d’entreprise, de l’introduction d’un nouveau produit sur le marché ou d’une nouvelle régulation. L’approche traditionnelle consiste à spécifier un modèle d’utilité, typiquement un modèle d’utilité aléatoire additif, à en calculer ses demandes et à inverser ces dernières pour obtenir des équations de demande inverse qui serviront de base pour l’estimation. Toutefois, en général, ces demandes inverses n’ont pas de forme analytique. L'estimation exige donc une inversion numérique et l’emploi de procédures d’estimation non-linéaire, qui peuvent être difficiles à mettre en oeuvre et chronophages.Cette thèse adopte une approche différente, en développant de nouveaux modèles de demande inverse qui sont cohérents avec un modèle d’utilité de consommateurs hétérogènes. Cette approche permet de capter de façon plus flexible les substitutions entre les produits, grâce à de simples régressions linéaires basées sur des données incluant les parts de marché, les prix et les caractéristiques des produits. Le premier chapitre de cette thèse développe le modèle inverse product differentiation logit (IPDL), qui généralise les modèles logit emboîtés, permettant ainsi de capter de façon flexible les substitutions entre les produits, y compris de la complémentarité. Il montre que le modèle IPDL appartient à une classe de modèles de demande inverse, nommée generalized inverse logit (GIL), laquelle inclut une grande majorité de modèles d’utilité aléatoire additifs qui ont été utilisés à des fins d'estimation de la demande. Le second chapitre développe le modèle flexible inverse logit (FIL), un modèle GIL qui utilise une structure de nids flexible avec un nid pour chaque pair de produits. Il montre que le modèle FIL, projeté dans l’espace des caractéristiques des produits, permet d’obtenir des élasticités-prix qui dépendent directement des caractéristiques des produits et, en utilisant des simulations de Monte-Carlo, qu’il est capable de reproduire celles du "flexible" modèle logit à coefficients aléatoires. Le troisième chapitre étudie la micro-fondation du modèle GIL. Il montre que les restrictions que le modèle GIL impose sur la fonction de demande inverse sont des conditions nécessaires et suffisantes de cohérence avec un modèle de consommateurs hétérogènes maximisant leur fonction d’utilité, connu sous le nom de perturbed utility model (PUM). Il montre également que tout modèle GIL génère une fonction de demande qui satisfait une légère variante des conditions de Daly-Zachary, laquelle permet de combiner substituabilité et complémentarité en demande. / Estimation of structural demand models in differentiated product markets plays an important role in economics. It allows to better understand consumers’ choices and, amongst other, to assess the effects of mergers, new products, and changes in regulation. The standard approach consists in specifying a utility model, typically an additive random utility model, computing its demands, and inverting them to obtain inverse demand equations, which will serve as a basis for estimation. However, since these inverse demands have generally no closed form, estimation requires numerical inversion and non-linear optimization, which can be painful and time-consuming. This dissertation adopts a different approach, developing novel inverse demand models, which are consistent with a utility model of heterogeneous consumers. This approach allows to accommodate rich substitution patterns thanks to simple linear regressions with data on market shares, prices and product characteristics. The first chapter of this dissertation develops the inverse product differentiation logit (IPDL) model, which generalizes the nested logit models to allow for richer substitution patterns, including complementarity. It also shows that the IPDL model belongs to the class of generalized inverse logit (GIL) models, which includes a vast majority of additive random utility models that have been used for demand estimation purposes. The second chapter develops the flexible inverse logit (FIL) model, a GIL model that uses a flexible nesting structure with a nest for each pair of products. It shows that the FIL model, projected into product characteristics space, makes the price elasticities depending on product characteristics directly and, using Monte Carlo simulations, that it is able to mimic those from the "flexible" random coefficient logit model. The third chapter studies the micro-foundation of the GIL model. It shows that the restrictions that the GIL model imposes on the inverse demand function are necessary and sufficient for consistency with a model of heterogeneous and utility-maximizing consumers, called perturbed utility model. It also shows that any GIL model yields a demand function that satisfies a slight variant of the Daly-Zachary conditions, which allows to combine substitutability and complementarity in demand.

La thèse s’est développée comme suit. Chapitre 1 étudie la situation concurrentielle du marché de la télévision en clair. Nous avons construit un modèle de concurrence oligopolistique et identifié la nature et l’ampleur des externalités entre les téléspectateurs et les annonceurs publicitaires. Nous contribuons à la littérature en mettant en œuvre une procédure simple permettant de tester le type de comportement des entreprises sur un marché. Nous démontrons que la nature de la concurrence sur le marché publicitaire de la télévision est du type Cournot (i.e., une concurrence sur la capacité d’offre d’écrans publicitaires). Nos estimations nous permettent aussi de conclure que, sur un marché biface, des taux de marge élevés sur une des faces du marché ne signifient pas une absence de concurrence. Au chapitre 2, j'utilise un modèle théorique pour analyser le comportement concurrentiel des plateformes médias financées par la publicité. Les plateformes sont spécifiées pour être différenciées horizontalement et la structure du marché est un oligopole. Je démontre dans cet article que la «réaction stratégique» des chaînes de télévision sous une concurrence à la Cournot est complémentaire (i.e., si une chaîne augmente son offre de publicité, ses concurrents ont intérêt à augmenter leurs offres de publicité également). Par conséquent, la fusion des régies publicitaires permet à toutes les chaînes du marché d’augmenter leurs quantités de publicité. J’ai ensuite testé la prédiction théorique avec des données sur le marché de la télévision en France et le modèle utilisé dans le premier chapitre. La simulation contrefactuelle conclut les mêmes résultats que le modèle théorique. Au chapitre 3, j’analyse l’effet de la régulation par plafonnement des volumes publicitaires sur les chaînes de télévision en clair. J’exploite une nouvelle base de données par tranche horaire sur 12 chaînes de télévision en France pendant un an (2014). J'estime tout d'abord la demande des téléspectateurs et des annonceurs, ce qui me permet de tenir compte de la nature biface du marché dans la spécification de la décision stratégique des chaînes. J'identifie les «prix fictifs» de la régulation à partir des contraintes observées. Enfin, j’ai mené deux simulations contrefactuelles pour calibrer les effets de la régulation. Mes résultats suggèrent que la régulation protège le bien-être des téléspectateurs, alors que son impact sur le profit de l'industrie peut être positif ou négatif, en fonction du niveau de concentration du marché. Compte tenu de la structure du marché biface de cette industrie, la régulation par plafonnement n'est pas nécessaire si le marché reste concurrentiel. Cependant, quand le marché se concentre, la régulation peut augmenter jusqu'à 5,75% du surplus des consommateurs, mais diminuer jusqu'à 4,8% du profit de l'industrie. (...) / The first chapter of the thesis studies the advertising competition on the French broadcast TV market. We use a unique dataset on the French broadcast television market including audience, prices, and quantities of advertising of twenty-one TV channels from March 2008 to December 2013. We specify a structural model of oligopoly competition and identify the shape and magnitude of the feedback loop between TV viewers and advertisers. We also implement a simple procedure to identify the conduct of firms on the market. We find that the nature of competition in the French TV advertising market is of the Cournot type. Further, we provide empirical evidence that the price-cost margin is not a good indicator of the market power of firms operating on two-sided markets. In the second chapter, I use a theoretical model to analyze the competitive behavior of advertising financed media platforms. The platforms are specified to be horizontally differentiated and the market form is an oligopoly. The first major insight of the model is that the different platforms behave as strategic complements under Cournot competition. In particular, if a platform increases its quantity of advertising, it is optimal for its competitors to raise their respective advertising quantities as well. The model suggests that the merger of advertising sales houses of several platforms increases the advertising offers of all the competing platforms of the market (both the merged and unmerged), holding the quality of platforms unaffected. I further test the theoretical prediction with TV market data and model used in the first chapter, the empirical counterfactual simulation suggests same results as the theoretical model. Finally, in the last chapter, I investigate the welfare effect of the widespread policy of regulating advertising time on TV. The project exploits a novel dataset of per hour data on 12 broadcast TV channels in France during one year (2014). I first estimate the demand of TV viewers and of advertisers, which allows me to account for the two-sidedness of the market in the supply decision of TV stations. I show in this work how to identify the shadow prices of regulation when the regulatory constraints are observed. Finally, I conduct two counterfactual experiments to calibrate the welfare effects of the regulation. My results suggest that the regulation protects welfare of TV viewers, while its impact on the industry's profit can be either positive or negative, depending on the concentration level of the market. Given the two-sided market structure of the broadcast TV industry, regulating advertising time is unnecessary on a competitive market. However, when the market become concentrated, the regulation can improve up to 5.75% of consumer surplus, but decrease until 4.8% of the industry's profit. (...)