La thèse se concentre sur le secteur non-électrique agrégé couvert par le SCEQE. La contribution du secteur non-électrique aux variations des émissions de CO2 pendant les deux premières phases du marché (2005-2012), tant du point de vue de la demande finale que de celui de l'offre, est comparée à celle du secteur électrique. Les implications du mode d'allocation gratuite de quotas au secteur non-électrique durant la troisième phase du marché (2013-2020) sont examinées, ce qui constitue l'une des premières évaluations approfondies des benchmarks institués en Phase 3. Il est montré que, tant du point de vue de la demande finale que de celui de l'offre, le secteur non-électrique, du fait de ses interdépendances et de son niveau d'activité, a davantage contribué aux variations des émissions de CO2 que ne l'a fait le secteur électrique, au cours la période 2005-2012. Il est également montré que, en dépit de ses effets redistributifs, le mode d'allocation gratuite par benchmarks tel qu'il a été défini, demeure imparfait et n'est ainsi pas à la hauteur du rôle central du secteur non-électrique dans le fonctionnement du marché.

La thèse se concentre sur le secteur non-électrique agrégé couvert par le SCEQE. La contribution du secteur non-électrique aux variations des émissions de CO2 pendant les deux premières phases du marché (2005-2012), tant du point de vue de la demande finale que de celui de l’offre, est comparée à celle du secteur électrique. Les implications du mode d’allocation gratuite de quotas au secteur non-électrique durant la troisième phase du marché (2013-2020) sont examinées, ce qui constitue l’une des premières évaluations approfondies des benchmarks institués en Phase 3. Il est montré que, tant du point de vue de la demande finale que de celui de l’offre, le secteur non-électrique, du fait de ses interdépendances et de son niveau d’activité, a davantage contribué aux variations des émissions de CO2 que ne l’a fait le secteur électrique, au cours la période 2005-2012. Il est également montré que, en dépit de ses effets redistributifs, le mode d’allocation gratuite par benchmarks tel qu’il a été défini, demeure imparfait et n’est ainsi pas à la hauteur du rôle central du secteur non-électrique dans le fonctionnement du marché. / The thesis focuses on the aggregated non-power sector covered under the EU ETS. First, the non-power sector contribution to CO2 emissions changes in the first two phases of the Scheme (2005-2012), both from a final demand perspective and a supply perspective, is compared to that of the power sector at first. Then, the implications of the non-power sector specific free allocation methodology in the third phase of the Scheme (2013-2020) are scrutinized, which constitutes one of the first thorough assessment of Phase 3 benchmarking. It is showed that both from a final demand perspective and a supply perspective, the non-power sector, through its interrelated character and its activity levels, has contributed to changes in EU ETS CO2 emissions more than the power sector did, over the 2005-2012 period. It is also showed that, despite its free allocation redistribution effects, benchmark-based Phase 3 free allocation remains flawed and may benefit from further improvements to be up to the central role of the non-power sector in the EU ETS dynamics.

Cette thèse porte sur les relations entre le Système Communautaire d'Échange de Quotas d'Émission (SCEQE) et les marchés de l'énergie. Une attention particulière est donnée au changement de combustible, le principal moyen de réduire les émissions de CO2 à court-terme dans le SCEQE. Cela consiste à substituer des centrales gaz aux centrales charbon dans la production d'électricité en dehors des heures de pointes. Ainsi, les centrales charbon fonctionnent sur de plus courtes périodes, ce qui permet de réduire les émissions de CO2. Le Chapitre 1 décrit différentes approches expliquant les relations entre les marchés de l'énergie et du CO2. Une revue de littérature est ensuite présentée. Nous donnons une description détaillée du processus de changement de combustible. En particulier, l'influence de l'efficacité des centrales est analysée. Le Chapitre 2 fournit une étude théorique de l'impact des différences d'efficacité parmi les centrales gaz pour le changement de combustible. Le principal résultat montre que la sensibilité du prix du CO2 vis-à-vis du prix du gaz dépend du niveau des émissions de CO2.Le Chapitre 3 examine les interactions entre les prix de l'électricité, du charbon, du gaz et du CO2 dans une étude empirique. Les résultats montrent une qu'il existe une relation significative entre le gaz et le CO2 à l'équilibre de long-terme. Le Chapitre 4 étudie le processus de découverte des informations qui influencent laformation des prix du gaz et du CO2. La forte relation entre le gaz et le CO2 indique que leurs prix sont affectés par les mêmes informations. Nous montrons dans une étude empirique que le marché du CO2 domine le processus de découverte de ces informations. / This thesis investigates relationships between the European Union Emission Trading Scheme (EU ETS) and energy markets. A special focus is given to fuel switching, the main shortterm abatement measure within the EU ETS. This consists in substituting Combined Cycle Gas Turbines (CCGTs) for hard-coal plants in off-peak power generation. Thereby coal plants run for shorter periods, which allows power producers to reduce their CO2 emissions. In Chapter 1, we outline different approaches explaining relationships between carbon and energy markets. We also review the literature relating to these issues. Next, we further describe the fuel switching process and, in particular, we analyze the influence of energy and environmental efficiency of thermal power plants (coal and gas) on fuel switching. In Chapter 2, we provide a theoretical analysis that shows how differences in the efficiency of CCGTs can rule interactions between gas and carbon prices. The main result shows that the allowance price becomes more sensitive to the gas price when the level of CO2 emissions increases. In Chapter 3, we examine interactions between carbon, coal, gas and electricity prices in an empirical study. Among the main results, we find that there is a significant link between carbon and gas prices in the long-run equilibrium.In Chapter 4, we analyze the cross-market price discovery process between gas and CO2 markets. We identified in previous chapters that there is a robust significant link between gas and CO2 markets. They are linked commodities, and their prices are affected by the same information. In an empirical analysis, we find that the carbon market is the leader in cross-market price discovery process.

Cette thèse couvre deux sujets : le dessin des permis à polluer et la gestion des déchets. Le premier chapitre analyse la mise en œuvre des permis à polluer. Le chapitre se concentre sur les impacts de la distribution liés à la sévérité de l’allocation gratuite basée sur la production courante quand deux secteurs sont couverts par le marché des permis et le plafond reste constant. Un nouveau type d’augmentation des profits dans les secteurs qui ne sont pas exposés à la concurrence internationale a été démontré théoriquement. Le deuxième chapitre traite la question de la différenciation de l’allocation des permis dans les différentes régions, liée à la possibilité des entreprises à délocaliser. Les conditions dans lesquelles le bien-être décroît avec la délocalisation sont déterminées. Dans ce cas, des distributions gratuites de permis peuvent être utilisées pour éviter la délocalisation des entreprises. Le troisième chapitre compare l’efficacité des programmes de la responsabilité élargie du producteur (REP) avec l’efficacité d’une ex-ante taxe. La taxe permet plus de flexibilité ex-ante quant aux conditions du marché, mais la REP permet plus d’adaptation ex-post aux réalisations des coûts. Ainsi, l’efficacité relative de la REP augmente avec l’incertitude des coûts et la compétitivité du marché. / This thesis covers two subjects. One is the design of pollution permits and the other is the waste management. The first chapter analyses the implementation of pollution permits. It focuses on the distributional impacts linked with the stringency of output-based allocation,when two sectors are covered by the market for permits and the total cap is held constant. Theoretically demonstrated is a new type of profit increase in sectors that are not exposed to international competition. The second chapter addresses the issue of differentiating permit allocation across areas, this being linked to the possibility of firms to relocate. The conditions under which welfare decreases with relocation are determined. In such a case, free allowances may be used to prevent firms from relocating. The third chapter compares the efficiency of extended producer responsibility (EPR) programs and the efficiency of an ex-ante tax. The tax allows more ex-ante flexibility regarding market conditions, but the EPR allows more ex-post adaption to cost realizations. As a result, the relative efficiency of the EPR increases with uncertainty of the costs and competitiveness of the market.