Le monde est actuellement confronté à une transition du marché de l'énergie qui est influencée notamment par la dynamique de la croissance économique globale, les négociations relatives aux changements climatiques et des prix de plus en plus volatils. Cette évolution rapide des réglementations et de la macro-économie transformera les conditions de la demande d'énergie, obligeant les gouvernements à acquérir un ensemble croissant d'outils quantitatifs pour mieux évaluer les résultats de leurs politiques fiscales. Cette thèse aborde cette problématique en analysant, par une approche basée sur les élasticités, les différentes facettes de la demande d'énergie dans le but d'achever une consommation énergétique durable. Cette approche est complémentée par l'analyse par grappes, la décomposition structurelle ainsi que par diverses outils économétriques appliques conjointement à l'échelle mondiale et nationale. Une attention particulière est faite sur la modélisation de la demande des marchés subsidiés notamment des pays du Conseil de Coopération du Golfe Arabique / The world is currently witnessing a transition in the energy scene that is significantly characterized by global economic growth dynamics, climate change negotiations and volatile energy prices. Rapidly evolving regulatory and macro-economic environments heavily impact on the demand-side of energy, forcing governments to acquire an ever-increasing set of quantitative tools to better assess the results of their taxation policies.This thesis addresses some of these issues by analyzing various facets of energy demand in order to generate sensible demand and price elasticities with real-life applications in sustainable energy management. For that purpose, a combination of cluster, decomposition and multiple econometric analysis is undertaken at global, regional and country-specific levels for households complemented by a policy analysis. A special focus is made on modeling consumer demand behavior for resource-rich economies of the Gulf Cooperation Countries, and the potential impact of removing residential electricity subsidies on the net societal welfare of Saudi Arabia.