Les études empiriques sur le coût social des paiements s'accordent à dire que les espèces sont l'instrument de paiement le plus coûteux pour la société. Les banques centrales et commerciales ont mis en œuvre diverses stratégies pour réduire à la fois la détention et l'usage du cash dans les paiements. Parmi celles-ci on retrouve une catégorie de stratégies dites non-tarifaires telles que l'amélioration du système de division monétaire (SDM) et le changement de la technologie de fabrication des espèces. Toutefois, l'efficacité réelle de ces stratégies est sujette à débat. Cette thèse contribue à ce champ d'étude à travers la détermination des divisions monétaires optimales et le rapport coût-efficacité des SDM. Elle permet de mieux comprendre les implications à la fois du comportement de paiement, de la technologie de fabrication et de la structure du SDM sur la distribution des transactions en espèces dans l'économie et sur le coût social des espèces. Tout d'abord, nous relâchons certaines hypothèses restrictives dans la comparaison de l'efficacité des SDM en se basant sur une distribution empirique des transactions en espèces réalisée en France. Ensuite, nous mettons en cause une pensée largement répandue selon laquelle les SDM efficaces réduisent le coût social des paiements et on établit par ailleurs aussi que les solutions de paiement efficaces en termes du principe de moindre effort peuvent être plus coûteuses pour la banque centrale. On propose un cadre original pour mesurer le bénéfice de l'adoption d'une nouvelle technologie de fabrication des espèces et, enfin, on compare le coût social de deux SDM en simulant une version aboutie des modèles de search.