Cette thèse évalue les interactions entre le système européen d’échange de quotas de CO2 et les marchés de l’électricité sur la période 2005-2012. Elle est réalisée à partir d’instruments économétriques et de modélisation, permettant d’expliquer les évolutions observées des marchés et de dégager des enseignements pour la conduite des politiques futures. L’analyse ex-post de l’introduction d’un prix du carbone sur les marchés électriques en Europe fait apparaître trois types d’interactions : sur la formation des prix de l’électricité ; sur les choix techno-économiques et les émissions de CO2 ; sur la formation des rentes électriques. Les estimations empiriques mettent en évidence que le degré de répercussion du prix du carbone sur les prix de l’électricité n’est généralement pas homogène mais varie selon les périodes et les marchés en fonction d’une combinaison de facteurs. Les impacts du prix du carbone sur le mix technologique et les émissions de CO2 du secteur électrique sont estimés à partir du modèle de simulation ZEPHYR-Elec, qui a pour objet de reproduire l’équilibre de court terme offre-demande d’électricité. Les réductions d’émissions de la production électrique induites par le marché européen des quotas représentent 3% à 5% des émissions contre-factuelles. Depuis 2012, le prix du carbone ne permet plus de compenser le différentiel de prix gaz-charbon en Europe. Les effets distributifs du prix du carbone sur le secteur électrique sont introduits dans le modèle ZEPHYR-Elec à partir d’une représentation analytique de la formation des rentes. Les estimations suggèrent que les profits du secteur électrique sont globalement plus élevés du fait du prix du carbone, y compris en cas d’allocation aux enchères des quotas. / This thesis is an evaluation of the interaction between the European Union Emissions Trading Scheme and electricity markets over the period 2005-2012. It rests on econometric and modelling instruments to both explain the development of markets and draw lessons for the conduct of future policies. The ex-post analysis of the introduction of a carbon price into electricity markets in Europe unveils three types of interactions with: the formation of electricity prices; the technical and economic choices and CO2 emissions; the formation of electricity rents. Empirical estimates show that the degree to which the carbon cost is passed on through electricity prices is generally not homogeneous but rather varies over both time and markets, contingent upon a combination of factors. The impacts of the carbon price on both the technological mix and the CO2 emissions from the power sector are estimated using the simulation model ZEPHYR-Elec, which aims at replicating the short-term equilibrium between electricity supply and demand. Emission reductions in the electricity sector induced by the European carbon market amount to between 3% and 5% of counterfactual emissions. From 2012 on, the carbon price has not been high enough to compensate for the gas-to-coal price differential in Europe. Distributional effects of the carbon price on the electricity sector are introduced into the ZEPHYR-Elec model using an analytical representation of the formation of rents. Estimates suggest that profits made by the electricity sector are generally higher with a carbon price in place, including when allowances are auctioned.

La thèse porte sur les processus de transition énergétique urbaine et leur caractère multi-niveaux. Sachant que les processus de transition ne peuvent être pensés indépendamment du contexte local dans lequel ils évoluent et qu’ils se construisent en interaction avec les autres niveaux d’action, leur compréhension appelle une analyse multi-niveaux, mettant en lumière les articulations en jeu entre les échelles de décision et d'action. La première partie montre que le caractère systémique et transversal des enjeux climat-énergie complexifie les processus de gouvernance et participe à leur reconfiguration à toutes les échelles d’action, remettant en question les cadres conceptuels et les champs disciplinaires conventionnels. Les deuxième et troisième parties mobilisent des études de cas contrastées, Munich et Bristol. Cette analyse révèle un choc des modèles de transition, entre Bristol, privilégiant une stratégie de décentralisation et de résilience énergétique, portée par la municipalité, les communautés énergétiques et les acteurs industriels, et Munich, adoptant une stratégie de délocalisation de la production d’électricité et d’internationalisation des activités de la régie municipale d’énergie (SWM) – 7ème géant allemand. On observe à l’échelle locale et non sans paradoxe une inversion des dynamiques et des modèles énergétiques nationaux. Le centralisme britannique agit comme une contrainte structurante sur la stratégie décentralisée de Bristol ; tandis qu'à Munich, l’Energiewende est un catalyseur pour la stratégie industrielle délocalisée de la SWM, qui devient en retour un acteur majeur de la transition fédérale au vu de son envergure. / The PhD addresses the processes of urban energy transition and their multi-level dimension. Given that these processes cannot be considered independently from the local context in which they apply and that they are built in interaction with the other levels of action, understanding them calls for a multi-level analysis to shed light the articulations between the different scales of decision and action. The first part shows that the systemic and cross-cutting nature of the climate-energy issues makes governance processes more complex and contributes to their reorganization at all scales of action by questioning the standard conceptual frameworks and disciplinary fields. The second and third parts develop mixed case studies, Munich and Bristol. This analysis reveals a contrast in the transition models, between Bristol, which favors a strategy of decentralization and energy resilience supported by the municipality, the energy communities and the industrial actors, and Munich, which adopts a strategy organized around the relocation of electricity generation and the internationalization of activities of the municipal energy company (SWM) – 7th largest German producer. A reversal of the dynamics and national models of energy is paradoxically observed between the national and the local scales. The UK centralism acts as a structural constraint for the decentralized strategy of Bristol, in Munich, the EnergieWende is a driver for the industrial and delocalized strategy of the SWM, which becomes a major player in the federal transition given its scale.