Les politiques de la protection de l’environnement des États membres de l’Union européenne donnent lieu généralement à des aides publiques. Elles tombent de ce fait sous le coup des règles des traités constitutifs de l’Union interdisant par principe les aides d’État et organisant leur contrôle. De l’application de ces règles émerge un cadre juridique autonome qui soumet les politiques de la protection de l’environnement au respect de la libre concurrence. Le champ de ce cadre juridique dépend de la qualification des mesures de la protection de l’environnement au regard de la catégorie juridique d’aide d’État. Cette opération se réalise principalement au moyen d’éléments objectifs, certes imparfaits, mais révélant que seuls les instruments dits « économiques » de la protection de l’environnement sont soumis au contrôle des aides. La détermination précise du champ de la catégorie d’aide est toutefois hypothéquée par l’intervention périodique d’éléments subjectifs permettant aux institutions d’opérer des choix au stade de la qualification.La portée de ce cadre juridique doit être appréciée en rapport avec la législation environnementale de l’Union. En théorie, cette dernière pourrait être la source d’une harmonisation des conditions de concurrence dans le marché intérieur. Néanmoins, en pratique, son contenu concret déclenche l’application du droit des aides d’État, engendrant des relations complexes et parfois conflictuelles entre ces deux strates de règles, tandis que l’exercice extensif par la Commission de son pouvoir de définition du régime juridique des aides d’État produit une quasi-harmonisation du domaine environnemental. / Environmental protection policies for European Union members usually create a need for public subsidies. They therefore fall within the scope of the rules of the founding treaties of the EU which prohibits state aid and organizes their control. In applying these rules an independent legal framework arises that subject the policies of the environmental protection to the open and free competition.The scope of this legal framework depends on the qualification of the measures of environmental protection with regards to the legal concept of state aid. This qualification is based on objective criteria, which, though not perfect, concludes that only market-based instruments for environmental protection are relevant for the control of the subsidies. The precise determination of the scope of the category of aid is, however, superseeded by the regular intervention of subjective factors allowing the institutions to choose when it comes to qualification.The impact of the legal framework needs to be considered against the environmental legislation of the EU. In theory this later could lead to harmonisation of competition in the internal market. In practice, however, its content triggers the law of state aid leading to a complex and sometimes conflicting relationship between those two sets of rules, while the discretionary exercise of the EU Commission’s power for the definition of the legal regime leads to a quasi-harmonisation of the environmental sector.

Dans un contexte de croissance effrénée de la demande mondiale d'énergie et de pression environnementale pour lutter contre le réchauffement climatique, cette thèse étudie une des technologies envisagées pour réduire les émissions de dioxyde de carbone (CO2) : la capture et le stockage géologique du carbone (CSC). Nous étudions principalement l’application de cette technologie à la production des bioénergies (BCSC) car ce procédé permet d’épurer l’atmosphère tout en fournissant un substitut énergétique non polluant aux énergies fossiles. La première partie de ce travail analyse le potentiel économique et environnemental de la technologie de BCSC. Tout d'abord, une évaluation économique et environnementale de la BCSC dans le secteur de la production de bioéthanol en France est conduite.Ensuite, grâce à un modèle bottom-up d’optimisation TIAM-FR, nous étudions le potentiel global et régional de cette technologie dans le secteur de l'électricité. Enfin, les incitations économiques à mettre en place pour assurer son développement sont mises en évidences. Dans la deuxième partie, un modèle d'équilibre général calculable est utilisé pour évaluer les politiques environnementales. Nous construisons le modèle théorique en introduisant les technologies de CSC et de BCSC ainsi qu’une large variété d’instruments économiques. Le modèle est ensuite calibré pour comparer l’efficacité économique des instruments de politique environnementale à un niveau mondial et à un niveau français. / In a context of unbridled growth of global energy demand and environmental pressure in the fight againstglobal warming, this thesis studies one of the proposed technologies to reduce carbon dioxide (CO2)emissions: carbon capture and geological storage (CCS). We therefore consider the application of thistechnology to the production of bioenergies (BCCS) because this technology allows purifying theatmosphere while providing a clean energy alternative to fossil fuels. The first part of this work analyzesthe economic and environmental potential of BCCS. First, an economic and environmental assessment ofBCCS in the bioethanol production in France is conducted. Then, using the bottom-up optimization modelTIAM-FR, we study the global and regional potential of this technology in the electricity sector. Finally,the economic incentives that need to be provided to ensure BCCS deployment are highlighted. In thesecond part, a general equilibrium model is used to evaluate environmental policies. We construct thetheoretical model by introducing the CCS and BCCS as well as a wide range of economic instruments.The model is then calibrated to compare the effectiveness of environmental policy instruments at a globallevel and at a French level.