Cette thèse étudie le rôle de l'innovation et des structures industrielles dans l'industrie nucléaire. L'analyse de l'innovation est basée sur l'utilisation de données de brevets comme mesure de l'effort d'innovation. Nous étudions d'une part les déterminants de l'innovation et, d'autre part, son impact sur la performance économique et de sureté des réacteurs nucléaires existants et sur les coûts de construction. Nous montrons que la régulation de sureté nucléaire peut promouvoir l'innovation et permet d'améliorer la performance de sureté, mais dans le même temps contribue à l'augmentation des coûts de construction. L'analyse du rôle des structures industrielles permet d'étudier l'effet des opportunités d'effets d'apprentissage, à la fois pour la construction et l'exploitation des réacteurs, ainsi que l'effet de la libéralisation des marchés de l'électricité sur la performance d'exploitation. En particulier, nous montrons que la séparation entre les activités de production et de distribution d'électricité induit une importante amélioration de la disponibilité des réacteurs nucléaires. / This thesis studies the role of innovation and industrial structures in the nuclear power sector. The analysis of innovation is based on the use of patent data as a measure of innovation effort. On the one hand, we study the determinants of innovation and, on the other hand, its impact on operating and safety performance of existing nuclear reactors and on construction costs. We show that nuclear safety regulation can induce innovation and improve safety performance, but at the same time contributes to increases in construction costs. The analysis of the role of industrial structures allows us to study the impact of learning by doing opportunities both for construction and operation of reactors, as well as the effect of electricity market liberalization on operating performance. In particular, we show that the divestiture of electricity production and distribution activities induces a substantial improvement in the availability of nuclear reactors.