Cette thèse en économie de l'énergie et de l'environnement étend le modèle de Hotelling du type exploration-extraction avec contraintes géologiques d’Okullo, Reynes et Hofkes (2015), afin de prendre en compte des trajectoires en forme de cloche pour l’ajout de réserves empiriquement observées par Laherrère (2003). Le modèle LOGIMA proposé (Images à Long terme sur le Pétrole et le Gaz) explique qu’elles sont la conséquence de « sweet spots » géologiques : des zones privilégiées où la concentration d’hydrocarbures est la plus élevée. Le modèle LOGIMA a été calibré sur une base de données issues couvrant les sept principaux bassins de pétrole et de gaz non-conventionnels du pays. Les résultats indiquent que la nécessité d’apprentissage par la pratique pour découvrir l’emplacement des sweet spots conduit à une mise en œuvre d’un effort d’exploration également en forme de cloche, ce qui permet de réduire le risque des activités d’exploration. Par conséquent, la réponse en termes des volumes offerts par les producteurs à des chocs sur les prix dévient fonction de l’ensemble des ressources mondiales antérieurement découvertes. Ensuite, nous appliquons le modèle LOGIMA pour étudier l’impact causé par l’offre de pétrole et de gaz naturel « non-conventionnels » aux États-Unis, sur les efforts mondiaux d’atténuation du changement climatique. Nous y parvenons en associant les scénarios à long-terme générés par LOGIMA avec le modèle d’évaluation intégrée, IMACLIM-R. Cette étude analyse comment des différentes cibles de prix de pétrole affecteraient son offre aux États-Unis. Nous estimons cette interaction au moyen de trois cadres de politiques en matière de climat : le cadre « business as usual » (BAU), les contributions décidées à l’échelle nationale (NDC) et les scénarios de 2°C (2DS). Les résultats de l’exercice indiquent que les approvisionnements non-conventionnels sont fortement susceptibles d’affecter les marchés énergétiques mondiaux, mais leur impact sur les émissions mondiales de gaz à effet de serre serait limité, car les différents effets déclenchés dans des différents secteurs viendraient les équilibrer approximativement. / This thesis in energy and environmental economics extends the geological Hotelling-type extraction-exploration model from Okullo, Reynes and Hofkes (2015) in order to account for the bell-shaped reserve additions that were empirically observed by Laherrère (2003). The proposed model explains them as the result of geological “sweet spots”: premium areas within geological formations where the concentration of hydrocarbons is highest. The proposed theoretical formulation was programmed into the mathematical model LOGIMA – “Long-term Oil and Gas Images” – and calibrated on data covering the seven main unconventional oil and gas plays in the United States. Results indicate the need to learn the location of sweet spots through trial and error drillings leads to schedules of exploratory effort that allow the optimal “de-risking” of exploratory activities. As a result, the optimal response of producers to price shocks becomes contingent on the prevailing level of cumulative discoveries.We apply LOGIMA to investigate the impact, caused by the recent advent of large-scale supplies of unconventional oil and gas, in the United States, on the ongoing efforts to mitigate climate change. We do so by soft coupling long-term scenarios from LOGIMA with the integrated assessment model, IMACLIM-R, a recursive, computable general equilibrium model of integrated global energy, economy and environment systems. We analyze how different price targets, potentially pursued by the Organization of Petroleum Exporting Countries (OPEC), would affect supplies of unconventional oil and gas from the United States. We control this interplay under three climate policy frameworks: business as usual (BAU), nationally determined contributions (NDCs) and 2°C scenario (2DS). The results of the exercise show that, despite having a significant potential to affect global energy markets, unconventional oil and gas supplies would have a limited potential to affect global cumulative greenhouse gas emissions to 2040, as the different effects triggered in different sectors approximately balanced each other out.

Lorsque l’Etat décide de l’exploration ou de l’exploitation de ses réserves d’hydrocarbures, il n’est soumis à aucune règle internationale quant aux modalités de mise en œuvre de cette décision. Cette absence d’obligations n’a pas empêché les Etats développer, au niveau national, des règles réduisant leur liberté quant à la sélection des opérateurs. Aux négociations secrètes qui ont longtemps prévalu dans le secteur pétrolier, se sont alors substituées des procédures de mise en concurrence ouvertes s’appuyant sur des critères objectifs. Ayant pour but d’attirer l’investissement étranger et de faciliter la conclusion des contrats, elles se sont progressivement généralisées et standardisées, tant dans leur formalisme que dans leurs conditions. On constate alors un processus d’uniformisation globale des conditions d’accès aux réserves, auquel les institutions financières internationales ont directement ou indirectement pris part. L’un des aspects cruciaux des procédures d’attribution des droits a trait au rôle de l’entreprise pétrolière nationale. Celle-ci dispose souvent d’un traitement préférentiel. Dans de nombreux Etats, elle a en outre été traditionnellement chargée de l’octroi des contrats, combinant ainsi des fonctions qui lui ont permis de devenir un acteur incontournable du secteur. La standardisation de ses attributions a également fait l’objet d’un processus de convergence internationale, qui modifie le rapport entre l’Etat et l’investisseur étranger. / When the State decides to undertake the exploration or exploitation of its hydrocarbons reserves, it is not subject to any international obligation concerning the implementations of such decision. This lack of obligations has not prevented states from developing rules at the national level to reduce their freedom in the selection of operators. The secret negotiations that have long prevailed in the petroleum sector have been replaced by more transparent and open competition procedures, backed by objective criteria. With the objective of attracting foreign investment and facilitating the process of conclusion of contracts, those procedures have been progressively generalized and standardized, both in their formalism and in their terms. We consequently observe a global standardization process of the terms of access to reserves, in which international financial institutions have been directly or indirectly involved.One of the essential aspects of the procedure of rights allocation relates to the role of the national oil company. It enjoys preferential treatment, which has implications on the modalities of participation of foreign firms. Furthermore, in several states, the national oil company has been responsible for granting petroleum contracts, thereby combining functions that render it a key actor in the sector. The standardization of its attributions has also undergone a process of international convergence, which alters the relation between the State and the foreign investor.

La joint-venture est une technique juridique étroitement liée au secteur amont de l’industrie pétro-gazière internationale. Pratiquement, elle correspond dans ce domaine à des architectures contractuelles très diversifiées basées sur des ingénieries juridiques différentes. Depuis sa création dans l’industrie pétro-gazière américaine, la technique de la joint-venture, par sa grande adaptabilité congénitale, a généré différentes versions servant les relations juridiques entre les acteurs internationaux dans ce domaine. La structure juridique de chacune de ses variantes a une particularité qui lui est propre. Elle est formée selon les stratégies, les objectifs, les besoins, les expériences, les limites techniques et les moyens financiers et managériaux des participants. Dans ce contexte, l’étude sur le rôle de cette technique dans les relations juridiques entre deux principaux acteurs pétro-gaziers dans la seconde moitié du 20ème siècle est très importante. En effet, dès son entrée dans les relations juridiques entre les pays producteurs de pétrole et de gaz naturel et les sociétés pétro-gazières internationales, la technique de « joint-venture participation » est progressivement devenue la stratégie principale du secteur amont de l’industrie pétro-gazière des pays producteurs. En d'autres termes, quel que soit la structure contractuelle principale de l’État-hôte au secteur amont du pétrole et du gaz, lorsque lui, ou l’un de ses membres, participe conjointement,avec une société pétro-gazière internationale, à des projets d’exploration et de développement, le recours à la technique juridique de la joint-venture est indispensable.L’impact de telle participation sur la joint-venture est considérable. La présence d’un participant doté de prérogatives de la puissance publique au sein d’une joint-venture pétrogazière affecte l’équilibre paritaire entre les participants, et en conséquence influence sa structure juridique, son processus de formation et son fonctionnement. / The joint venture is a legal technic closely related to the international upstream oil and gasindustry. Practically, it corresponds to very diversified contractual architectures based ondifferent legal engineering. Since its creation in the USA oil and gas industry, the technic ofjoint venture with its great congenital adaptability has generated various versions assistingthe legal relationship of international players in this field. Legal structure of each of itsvariants has its particularities formed according to the strategies, objectives, needs,experiences, means and technical, financial and managerial limits surrounded participants. Inthis context, the study of the role of this technic in the contractual framework between twooil and gas main players in the second half of the 20th century is very important. Indeed, uponit enters in the legal relationship between oil and gas producers countries and international oiland gas companies, the technic of "participating joint venture" has gradually become a keystrategy of producers countries in their upstream oil and gas sector. In other words,regardless of the principal contractual structure of the host-state in upstream oil and gassector, where it or its dismemberment participates with an international oil and gas companyin exploration and development projects, the use of legal technic of the joint venture isindispensable. The impact of such participation on the joint venture is considerable. Thepresence of a participant with public powers within a petroleum joint venture affect the paritybalance among participants and therefore influence its legal structure, and the process of itsformation and its functioning.