Cette thèse se concentre sur le lien entre la politique sur le changement climatique, le commerce international et la compétitivité pour les industries exposées au commerce à forte intensité énergétique (EITE). En particulier, elle explore la question: la politique climatique peut-elle être conçue de telle sorte que les décideurs politiques puissent dissiper l'inquiétude que toute tentative sérieuse de décarbonation des secteurs EITE conduise à des résultats pervers de délocalisation de la production et des émissions EITE (les « fuites de carbone »)? La thèse aborde cette question en s'appuyant notamment sur les dix années d'expérience de l'UE en matière de tarification du carbone en tant qu'instrument dominant de décarbonation des secteurs EITEs. Ceci est fait en deux étapes. Premièrement, en évaluant empiriquement les solutions politiques existantes de l'UE et en se demandant si les politiques répondent finalement aux critères fondamentaux d'efficacité environnementale, d'efficacité économique et de cohérence des politiques par rapport aux objectifs à long terme de l'atténuation climatique de l'UE. Un certain nombre de lacunes et d'incohérences importantes dans les politiques sont identifiées de cette manière, elles-mêmes intéressantes et pertinentes par rapport aux paramètres politiques actuels. Deuxièmement, cette thèse prend du recul et remet en cause l'idée que le cadre politique global de l'UE- en particulier le rôle dominant du marché du carbone EU ETS - est suffisant pour décarboner ces secteurs à plus long terme. / This thesis focuses on the nexus between climate change policy, international trade and competitiveness for energy-intensive trade-exposed industries (EITEs). In particular, it explores the question: Can climate policy be designed such that policy makers can do away with the concern that any serious attempt to decarbonise EITE sectors will lead to perverse results of offshoring of EITE production and emissions – a phenomenon known as “carbon leakage”? The thesis approaches this question by drawingin particular on the 10 years of experience of the EU with carbon pricing as the dominant tool for decarbonising EITE sectors. This is done in two steps. Firstly, by empirically evaluating existing EU policy solutions and asking whether the policies ultimately meet basic criteria for environmental effectiveness, economic efficiency, and policy coherence with respect to the long-term goals of EU climate mitigation. A number of important policy gaps and incoherencies are identified in this way that are of themselves interesting and of relevant to current policy settings. Secondly, this thesis takes a step back and questions and ultimately challenges the idea that the overarching policy framework of the EU– in particular the dominant role of the EU ETS carbon market – is sufficient for decarbonising these sectors in the longer term.

Cette thèse est composée de trois chapitres qui traitent de la problématique de la régulation optimale des émissions de carbone pour atténuer le changement climatique. Dans le premier chapitre, nous analysons les interactions stratégiques entre un cartel, exportant une ressource non renouvelable génératrice de pollution, et deux pays importateurs hétérogènes qui souhaitent atténuer les dommages dus à la pollution. Les pays importateurs différent selon leur demande de la ressource et selon leur degré d’exposition au stock (mondial) de pollution. Les pays importateurs fixent de manière non coopérative des taxes carbone sur la consommation de la ressource polluante et le cartel exportateur fixe son prix à la production. En utilisant équilibre de Nash en boucle ouverte, nous obtenons des solutions explicites des trajectoires temporelles des taxes carbone, du prix au producteur et du stock de pollution. Nous montrons que lorsque les pays importateurs agissent de manière non coopérative, à un temps fini, le prix à la production bondit et le pays importateur le plus touché par la pollution cesse de demander la ressource. Nos résultats numériques basés sur la caractérisation explicite de l’équilibre non coopératif montrent qu’une plus grande symétrie par rapport aux coûts de la pollution conduit à une augmentation plus rapide du stock de pollution en début d’horizon temporel, mais à un stock de pollution de long terme plus faible et un bien-être total plus élevé. Dans le deuxième chapitre, Nous analysons les effets des ajustements carbone bilatéraux aux frontières sur les taxes carbone dans un jeu non coopératif entre deux pays symétriques ouverts ayant des firmes en concurrence imparfaite en présence de pollution transfrontalière. Nous comparons également dans ce chapitre les résultats de ce jeu avec ceux de deux benchmarks (soient, le jeu non coopératif sans ajustements carbone aux frontières et la solution efficace). Nous constatons que lorsque les pays souffrent peu de la pollution, seuls des équilibres symétriques existent. En revanche, si les pays souffrent suffisamment de la pollution, seuls des équilibres asymétriques existent. Les taxes sur le carbone en équilibres symétriques sont plus élevées que les taxes efficaces, tandis que l’inverse est vrai pour les équilibres asymétriques. Dans tous les cas d’intérêt, le bien-être total à l’équilibre du jeu non coopératif avec ajustements carbone aux frontières est supérieur à celui du jeu non coopératif sans ajustements carbone aux frontières. Lorsque les coûts de la pollution sont suffisamment bas, il existe un niveau d’ajustement carbone aux frontières tel que les taxes d’équilibre non coopératif sont efficaces. Enfin, dans le cas où les pays souffrent suffisamment de la pollution, le niveau optimal d’ajustement carbone aux frontières peut être partiel ou total selon les paramètres du modèle. Nous étudions enfin, dans le dernier chapitre, un jeu de pollution frontalière non coopératif entre respectivement deux pays et trois pays fixant des taxes carbone en présence d’ajustements carbone aux frontières et avec présence d’une concurrence imparfaite sur le marché international des biens polluants. Les pays sont asymétriques quant à leur volonté de payer pour la réduction des émissions mondiales de carbone. Dans nos modèles, seul le pays le plus touché impose un ajustement carbone aux frontières. Nous montrons que, contrairement à la littérature existante utilisant des modèles à deux pays avec un seul marché, le pays le plus touché préfère très généralement utiliser un ajustement carbone total aux frontières (c’est-à -dire un tarif qui ajuste exactement les écarts entre sa propre taxe carbone et celles des autres pays) à un ajustement carbone partiel aux frontières. De plus, un ajustement carbone total aux frontières est optimal pour le bien-être global dans la plupart des cas d’intérêt. / This thesis is composed of three chapters which concern the problem of the optimal regulation of carbon emissions to mitigate climate change. In the first chapter, we analyze strategic interactions between a resource cartel exporting a non-renewable stock pollutant and two heterogeneous importing countries, who want to mitigate pollution damages. The importing countries differ with respect to market size and with respect to how strongly they are affected by the (global) stock of pollution. The importing countries non cooperatively set emissions taxes and the exporting cartel sets its producer price. Using open loop Nash equilibrium, we obtain explicit solutions for the time paths of the carbon taxes, the producer price and the stock of pollution. We show that when the countries act non cooperatively, at a finite time, the producer price jumps and the country that is most affected by pollution stops demanding the resource. Our numerical results based on the explicit characterization of the non-cooperative equilibrium yield that more symmetry with respect to the cost of pollution leads to faster increase of the stock of pollution initially, but to a lower long-term stock and higher total discounted welfare. In the second chapter, we analyzes the effects of bilateral border tax adjustments on carbon taxes in a non-cooperative game between two symmetric open countries trading in an oligopolistic framework with cross-border pollution. We also contrast the results of this BTA game with those of two benchmarks (the non-cooperative game without BTA and the efficient solution). We note that when countries suffer little from pollution, only symmetric equilibria exist. By contrast, if countries suffer sufficiently from pollution, only asymmetric equilibria exist. Carbon taxes in symmetric equilibria are higher than the efficient taxes, while the opposite is true for the asymmetric equilibria. In all cases of interest, the total welfare in the equilibrium of the non cooperative game with BTA is higher than that in the equilibrium of the non cooperative game without BTA. If the cost of pollution is sufficiently low, there is a level of BTA such that non cooperative equilibrium taxes are efficient. Finally, in the case where the countries suffer a lot from pollution, the optimal level of BTA can be partial or full depending on the parameters of the model. Finally, in the last chapter, we study a non-cooperative transboundary pollution game between respectively two countries and three countries setting carbon taxes in the presence of a Border Tax Adjustment (BTA) and with imperfect competition in the international polluting goods market. Countries are asymmetric with respect to their willingness to pay for reductions of global emissions. In our models, only the most affected country imposes a BTA. We show that, unlike in the existing literature using two-country models with only one market, the most affected country generally prefers using a full BTA, a tariff that fully adjusts for the differences between its own carbon tax and those in other countries, to a partial BTA. Moreover, a full BTA is optimal for the global welfare in most cases of interest.

L'approche sectorielle consiste à envisager la limitation ou la réduction des émissions mondiales de gaz à effet de serre secteur par secteur. Une telle approche implique un changement de paradigme par rapport à l'approche dominante de la diplomatie climatique qui s'articule principalement autour d'engagements portant sur l'ensemble de l'économie des différents Etats Parties. La principale question à laquelle tente de répondre la présente thèse de doctorat est de déterminer de quelle manière et sous quelles conditions la diplomatie climatique pourrait s'appuyer sur une approche sectorielle pour accroître l'efficacité des efforts internationaux de lutte contre les changements climatiques. Il s'agit de déterminer si la généralisation de démarches, de politiques, d'actions ou de mesures par secteur pourrait permettre de réduire substantiellement et au moindre coût les émissions de gaz à effet de serre. Pour ce faire, de nombreuses pistes de réflexions sont envisagées : des négociations distinctes au sein d'organisations internationales spécialisées, des initiatives sectorielles volontaires, des partenariats internationaux, des démarches sectorielles et autres mesures par secteurs concertées, des mécanismes sectoriels fondés sur le marché. Dans chaque cas de figure, il s'agit d'examiner dans quels secteurs, mais également autour de quelles parties prenantes et à partir de quels mécanismes, des démarches sectorielles pourraient concrètement émerger / Sectoral approaches refer to a series of new proposals, which focuses on the limitation of world greenhouse gas emission on a sector-by-sector basis. Thess approaches relie on a change of paradigm with regard to the dominant approach of the international climate regime, which is based upon an economy-wide approach towards GHG emissions. The main issue addressed by this PhD dissertation is to clarify how and under which conditions a sectoral approach could efficiently and effectively contribute to the reduction of global greenhouse gas emissions. Could sector-specific initiatives, policies, actions and measures practically reduce GHG emissions at the lowest cost? In which sectors? Involving which stakeholders? Relying on which legal, economic or financial instruments? A sectoral approach could potentially be implemented through different legal/economic/financial means: separated sectoral negotiations within specialised international organisations, voluntary sectoral initiatives, international sector-based partnerships, cooperative approaches and sector-specific actions and/or sectoral market-based mechanisms. Subsequently, this dissertation evaluates the relevance and the practical feasibility of various sector-based proposals during the first period of commitment and beyond 2012