L’objectif de cette thèse est d’étudier les nouvelles dynamiques et leurs impacts dans le secteur de l'électricité. Elle discute des sujets critiques d’après les perspectives de la macroéconomie, de la configuration structurelle, et de la transition vers des sources d'énergie renouvelables. Plus précisément, trois sujets se dégagent: le lien entre la consommation d'électricité et la croissance économique, les impacts de l'intégration verticale entre les producteurs et les détaillants, et les impacts d'intégration de production d'énergie renouvelable intermittente. En mettant en jeu ces trois sujets, elle tente d’apporter des réponses aux défis principaux de la sécurité d'approvisionnement, de la compétitivité, et de la durabilité du développement énergétique. En donnant de nouvelles orientations dans la recherche sur l’économie de l’énergie, elle servira à éclairer des débats politiques. / The objective of this thesis is to study the new dynamics and their impacts in the electricity sector. It discusses the critical issues from the perspectives of macroeconomics, structural configuration, and a transition to renewable energy sources. More precisely, three topics emerge: the nexus between electricity consumption and economic growth, the impacts of vertical integration between power generators and retailers, and the market impacts and integration issues of intermittent renewable generation. By studying these three topics, it provides answers to the key challenges of supply security, competitiveness and sustainable development in the energy sector. By giving new research directions of energy economics, it serves to inspire related policy debates.

Cette thèse est consacrée à une analyse théorique et empirique de mécanismes de vente aux enchères. Motivée par les problèmes d'allocations dans les industries de réseau, en particulier par la libéralisation du secteur de l'électricité, elle s'intéresse aux enchères avec externalités ainsi qu'aux enchères de multi-objets. Après une introduction qui parcourt l'utilisation et l'analyse des mécanismes de ventes aux enchères d'électricité, six chapitres constitues cette thèse. Le premier considère des ventes aux enchères standard dans le modèle de Milgrom-Weber avec des estimations interdépendantes quand le vendeur ne peut pas s'engager à ne pas participer à la vente aux enchères. Les deuxièmes et troisièmes chapitres étudient le mécanisme de vente aux enchères combinatoires proposé par Ausubel et Milgrom. Le quatrième chapitre analyse le problème de conception optimal quand les capacités d'engagement du principal sont réduites, à savoir qu'elle ne peut pas se remettre à un jeu de participation simultané. Le cinquième chapitre est consacré à l'analyse structurelle d'un modèle as-symétrique à partir de données d'enchères ou les enchérisseurs sont anonymes. Il est montré que le modèle IPV (Independant Private Value) as-symétrique est identifié. Le dernier chapitre utilise les données sur les enchères aux inter-connexions électriques frontalières France-Angleterre pour une analyse sous forme réduite d'une enchère ascendante multi-unité.

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L'important potentiel hydraulique du Québec, la «houille blanche», a été dompté par la construction de barrages afin de générer de l'électricité dès le début de l'utilisation de cette forme d'énergie à la fin du siècle dernier. L'évolution des techniques de construction et le rôle joué par les ingénieurs francophones sont au coeur de la présente étude. L'examen des réalisations d'une compagnie privée : la Shawinigan Water and Power, d'un organisme gouvernemental : la Commission des eaux courantes et d'une compagnie publique : l'Hydro-Québec permet de suivre l'évolution de 1898 à 1963, alors que la deuxième nationalisation crée un quasi-monopole d'État dans la construction de barrages hydro-électriques. Cet examen démontre clairement l'existence de deux périodes : 1898 à la première nationalisation de 1944, où les compagnies privées et leur ingénieurs anglophones sont à l'avant-garde des développements; 1944 à 1963, marquée par l'appropriation du domaine par l'Hydro-Québec et l'émergence des ingénieurs francophones. / Québec Université Laval, Bibliothèque 2013

Cette étude de cas se présente comme une contribution à l’histoire du mécénat industriel, champ pour lequel on note un certain vide historiographique au Québec. Elle s’intéresse à l’implication massive du groupe industriel Shawinigan Water and Power Co.(SWPC) dans le développement structuré d’une ville d’industrie inspirée du modèle américain des Company Towns, soit Shawinigan Falls. Elle croise pour ce faire l’histoire de la grande industrie et l’histoire de l’assistance et met à profit des sources éclectiques permettant de documenter différentes dimensions du phénomène. Si les journaux locaux comme L’Écho du Saint-Maurice nous permettent d’étudier les perceptions de la population en regard des actions de mécénat exercé par la compagnie, les fascicules produits par la compagnie à certains moments clé de son développement nous permettent d’observer l’image que la compagnie désire générer d’elle-même du fait de ces mêmes actions. Examinées dans la perspective de réciprocité découlant de l’acte de don, suivant la définition de Marcel Mauss, les actions de mécénat industriel observées témoignent de l’engagement actif de la compagnie comme personne morale dans la société civile shawiniganaise. Après avoir exposé l’implication de la compagnie dans l’élaboration du paysage bâti de la ville et de la vie sociale shawiniganaise, nous voyons comment elle s’est illustrée dans les domaines de l’éducation et de la santé, deux dimensions privilégiées dans ses interventions. L’étude des mécanismes structurant les mesures de mécénat de la compagnie SWPC, ainsi que les dons et contributions à caractère philanthropique de certains de ses représentants à titre personnel, nous montrent les bénéfices retirés de cette implication dans l’organisation de la ville. Ces structures, dont nous observons l’évolution et la reproduction, se veulent le reflet de valeurs inspirées parla tradition de « noblesse oblige » et repose sur le phénomène de réciprocité du don. / This study is presented as a contribution to the history of industrial philanthropy,a field in which there is a certain historiographical void in Quebec. It is interested in the massive involvement of the industrial group Shawinigan Water and Power Co. (SWPC)in the structured development of an industrial city inspired by the American CompanyTowns model, Shawinigan Falls. To do this, it combines the history of industry and the history of assistance and makes use of eclectic sources to document different dimensions of the phenomenon. While local newspapers such as L'Écho du Saint-Maurice allow us to study the public's perceptions of the company's philanthropic actions, the booklets produced by the company at key moments in its development allow us to observe the image that the company wishes to generate of itself because of these same actions. Examined from the perspective of reciprocity resulting from the deed of gift, as defined by Marcel Mauss, the industrial sponsorship actions observed testify to the active involvement of the company as a legal entity in Shawinigan's civil society. After explaining the company's involvement in the development of the city's built landscape and Shawinigan's social life, we see how it has distinguished itself in the fields of education and health, two dimensions that are privileged in its interventions. The study of the mechanisms structuring the sponsorship measures of the SWPC company, as well as the donations and contributions of a philanthropic nature of some of its representatives in a personal capacity, show us the benefits derived from this involvement in the organization of the city. These structures, whose evolution and reproduction we are observing, are intended to reflect values inspired by the tradition of "noblesse oblige" and are based on the phenomenon of reciprocity of giving.

L'industrie forestière, comme toute autre industrie manufacturière, est en recherche et révision permanente de ses systèmes et outils de planification afin de suivre la vision de l'industrie 4.0. Malgré les résultats importants obtenus dans ce sens dans le cas des scieries, l'établissement du lien entre ces outils et les préoccupations environnementales et d'économie d'énergie est encore faible. Ce mémoire propose un outil d'aide à la décision pour planifier la production dans une scierie typique de la province de Québec, Canada, visant à participer au programme de gestion de la demande en puissance (GDP) offert par Hydro-Québec. À cette fin, une revue de la littérature a été réalisée afin d'établir un état de l'art sur les systèmes de gestion de l'énergie industrielle, la gestion de la demande en puissance et les modèles de planification existants de l'industrie du bois d'œuvre. Ensuite, des données énergétiques et des plans de production réels ont été collectés. Une analyse statistique de ces données a été effectuée, afin de comprendre le comportement du cas étudié et de générer des données d'entrée pour l'outil de planification. Une modélisation mathématique pour panifier la production de produits en contexte de GDP tout en minimisant les coûts d'arriérage à l'unité de finition a dès lors été réalisée, ce quia permis de démontrer que la participation au programme d'Hydro-Québec est possible pour la scierie à l'étude, même avec des quantités limitées en arriérage. Le lien entre l'évolution de l'inventaire et les évènements GDP suggère que l'inventaire sert comme barrière préventive et protectrice lors de la participation à un programme de GDP. De plus, le délestage total a été démontré dans deux scénarios à savoir les événements GDP de 16 heures en ajoutant 1,5 heures supplémentaire au calendrier de production hebdomadaire ainsi que les événements GDP de 30 heures avec un ajout de 1,5 heures au calendrier de production hebdomadaire. En somme, l'étude a généré, pour une scierie québécoise typique, un outil d'aide à la décision à mettre en place afin de participer au programme de gestion de puissance d'Hydro-Québec. Cet outil permet une planification opérationnelle de l'industrie du bois d'œuvre intégrant la facette énergétique. La démarche utilisée est décrite, révélant une méthodologie prospective qui pourrait être répliquée dans d'autres domaines dans le cadre de futures études. / The forest industry, like any other manufacturing sectors, is continuously investigating and upgrading its planning methodologies and techniques in order to achieve Industry 4.0's objectives. Considerable progress has been made in the sawmilling sector, but the link between planning tools and environmental and energy conservation concerns remains tenuous. This paper proposes a decision support tool for production planning in a typical sawmill in Quebec, Canada, so as to allow the participation in a Demand Response Program (DR) such as the one offered by Hydro-Québec. To this end, a literature review was conducted to establish a state of the art on industrial energy management systems, power demand management and existing planning models in the lumber industry. Then, actual energy data and production plans were collected. A statistical analysis of these data was performed to understand the behavior of the case under study and to generate input data for the planning tool. A mathematical model has then been developed, aiming to plan operations at the finishing unit while minimizing backorder cost when participating in a DR program. Results showed that participation in the Hydro-Québec program is possible with limited backlog quantities. The link between the evolution of the inventory and the DR events also suggests that the inventory serves as a preventive and protective barrier. Total load shedding was demonstrated in two scenarios namely DR events of 16 hours by adding 1.5 hours of overtime to the weekly production calendar as well as DR events of 30 hours with an added 1.5 hours to the weekly production schedule. This tool allows an operational planning of the lumber industry integrating the energy facet. The approach used is described, revealing a forward-looking methodology that could be replicated in other areas in future studies.

Dans le cadre de l'ouverture des marchés de l'électricité à la concurrence, de nouvelles règles doivent régir les relations entre producteur et transporteur d'électricité pour ce qui concerne les services au système tels que la fourniture de puissance réactive. Xu, Kundur et da Silva ont développé une méthode permettant d'évaluer le service rendu, et donc la valeur, d'un MVAr fourni par un générateur en calculant le nombre de MVAr qui doivent être fournis aux nœuds de charge pour maintenir leur tension lorsque le générateur réduit sa production. Nous avons amélioré cette méthode en optimisant l'emplacement et en minimisant la capacité de moyens de compensation permettant de remplacer la production réactive d'un générateur tout en maintenant la tension de chaque nœud dans sa plage acceptable. De plus les capacités de production réactives disponibles auprès d'autres générateurs sont mises à contribution, ce qui permet de prendre en compte la pénurie ou l'abondance de capacités de production. Cette méthode a été appliquée sur un réseau à deux nœuds, puis sur un réseau de test IEEE à 118 nœuds et enfin sur une partie du réseau électrique français. Les résultats obtenus permettent de valoriser chaque MVAr généré en fonction de la localisation du générateur sur le réseau, de l'état de charge du réseau, de la disponibilité des autres producteurs et du niveau de production du générateur. Ainsi les premiers MVAr fournis par un générateur sont difficilement remplaçables par des moyens de compensation et ont donc une valeur plus grande que les derniers qui eux sont facilement remplaçables.

Cette thèse traite de la résolution numérique de problèmes de contrôle stochastique, illustrée d'applications sur les marchés d'électricité. Tout d'abord, nous proposons un modèle structurel pour le prix d'électricité, autorisant des pics de prix bien au delà du coût marginal de production lorsque le marché est tendu. Ce modèle permet de valoriser et couvrir partiellement des produits dérivés sur l'électricité, avec pour actifs de couverture des contrats à terme sur combustibles. Nous étudions ensuite un algorithme, à base de simulations de Monte-Carlo et régressions à base locale, pour résoudre des problèmes généraux de commutation optimale. Nous établissons un taux de convergence complet de la méthode. De plus, nous rendons l'algorithme parcimonieux en usage mémoire en permettant d'éviter le stockage du faisceau de trajectoires. Nous l'illustrons sur le problème d'investissements en centrales électriques (lesquelles se répercutent sur le prix d'électricité grâce à notre modèle structurel). Enfin, nous étudions des problèmes de contrôle stochastique plus généraux (où le contrôle peut être continu et modifier la dynamique du processus d'état), dont la solution peut être étudiée via des Équations Différentielles Stochastiques Rétrogrades contraintes, pour lesquelles nous développons un algorithme, qui combine randomisation du contrôle et optimisation paramétrique. Un taux de convergence entre l'EDSR contrainte et sa version discrète est fourni, ainsi qu'un estimateur du contrôle optimal. Nous appliquons ensuite cet algorithme au problème de sur-réplication d'option sous volatilité incertaine.

Au début des années 1990, pour atteindre des objectifs de développement régional et de maximisation de la production hydroélectrique, le gouvernement du Québec a adopté des politiques visant la réfection et la construction de petites centrales par des producteurs indépendants. Pour assurer leur rentabilité, les petites centrales doivent être construites à proximité des infrastructures de transport d’énergie et des lieux de consommation. De plus, elles sont souvent situées là où les rivières présentent des chutes ou un encaissement importants. Ces sites sont souvent situés à proximité ou au cœur de lieux habités et mis en valeur, notamment à des fins récréotouristiques. De plus, les chutes sont souvent des symboles territoriaux, identitaires et paysagers forts pour les communautés locales. Il en résulte inévitablement des conflits d'usage où diverses perceptions de la mise en valeur des rivières se confrontent. Pour analyser plus en profondeur cette problématique, nous avons fait une étude de cas portant sur la rivière Batiscan (Mauricie), où des promoteurs ont envisagé la réalisation de trois projets de petites centrales hydroélectriques (1987-1990). À l’aide de 15 entretiens semi-dirigés et à travers une revue de cinq quotidiens québécois (1990-2007), nous avons analysé le discours des acteurs, afin de comprendre le rôle stratégique et l’évolution des représentations territoriales et du rapport à la rivière des acteurs concernés par les projets de petites centrales. Cette étude démontre que les tenants de la filière de la petite production hydroélectrique perçoivent ce type de mise en valeur de la rivière comme étant un mode de développement régional qui permettrait de générer des retombées économiques substantielles pour les milieux hôtes. D’autre part, les opposants se sont regroupés au sein de comités de citoyens pour revendiquer l’abandon des projets. Leur discours véhicule la représentation que la réalisation de petites centrales sur la Batiscan est contraire à la notion de bien commun et porterait atteinte au paysage, à l’intégrité environnementale du cours d’eau et au potentiel de développement récréotouristique de la région. Par un processus de réappropriation collective et de valorisation des éléments du territoire ayant une forte valeur patrimoniale et identitaire, ceux-ci ont cherché à élaborer et mettre en œuvre des projets alternatifs qui permettraient de contrer les projets de petites centrales de garantir la protection des caractéristiques naturelles de la rivière. / At the beginning of 1990s, to meet objectives of regional development and maximization of the hydroelectric production, the government of Quebec adopted energy policies aiming to retrofit and construct small power stations by independent producers. To ensure their profitability, small power stations must be built close to existent energy transport networks and consumption places. Moreover, they are often located where the rivers are banked or present important falls. These sites are situated near or in the heart of inhabited and attended places, notably for recreotouristic purposes. Furthermore, these falls and landscapes are symbols of identity and have territorial significance for the local communities. This situation inevitably generated river-use conflicts where many perceptions of the management and the development of the rivers are in opposition. To make an in-depth analysis of this problem, we made a case study concerning the Batiscan river (Mauricie), where promoters considered the construction of three small hydroelectric power stations (1987-1990). Using 15 semi-directed talks and through a review of five daily newspapers (1990-2007), we analyzed the speech of the actors, in order to understand the strategic role and the evolution of the territorial representations of those concerned with the projects of small hydroelectric power stations. This study shows that the promoters of the small hydroelectric power stations perceive this type of development of the river as being a type of regional development which would make it possible to generate substantial economic repercussions for host territories. On the other hand, the opponents, gathered within citizen committees to obtain the abandonment of the projects. Their speech conveys the representation that the realization of the hydroelectric power stations on the Batiscan river goes against the concept of common good and would undermine the landscape, the environmental integrity of the river and the recreotouristic development of the area. By a process of collective reappropriation and valorization of the elements of the territory having a strong patrimonial and identity value, those sought to work out and implement alternative projects which would make it possible to counter the projects of small hydroelectric power stations and to guarantee the protection of the inherent characteristics of the river.

Les distributeurs énergétiques comme Gaz Métro et Hydro-Québec doivent s’assurer que la capacité de leur réseau suffit à satisfaire les besoins de ses clients. Lorsque les réseaux de distribution sont employés à pleine capacité et que la demande d’énergie augmente, ces entreprises ont le choix d’investir pour augmenter leur capacité ou inciter leurs clients à consommer moins. Il est possible de reporter des investissements en offrant aux clients des programmes d’efficacité énergétique qui abaissent la demande. Historiquement, les deux distributeurs québécois et la Régie de l’énergie qui les supervisent ont préféré accroître la capacité de leur réseau respectif afin de sécuriser l’approvisionnement de leur clientèle, notamment parce qu’ils ne leur semblaient pas possibles de contrôler adéquatement la demande énergétique. De plus, comme les revenus des entreprises augmentent avec la demande, ces entreprises ne sont pas incitées à tenter de la réduire. Dans ce mémoire, je propose une méthode d’estimation de la rentabilité d’une stratégie de report actif d’un investissement visant à augmenter la capacité des réseaux de distrubution couplée à un mécanisme incitatif. Ma méthode combine l’évaluation actualisée des coûts et bénéfices de l’investissement à un modèle de comportement du consommateur. / Energy utilities such as Gaz Métro and Hydro-Québec must ensure that the capacity of their network is sufficient to satisfy the needs of its customers. When the distribution networks are used at full capacity and the demand for energy increases, these companies have the choice of investing to increase their capacity or encourage their customers to consume less. Investments can be deferred by offering customers energy efficiency programs that reduce demand. Historically, the two distributors and the Régie de l’énergie who supervised them preferred to increase the capacity of their respective networks in order to secure the supply of their customers, especially because they felt like it was not possible to adequately control energy demand. Moreover, as business incomes increase with demand, these firms have no incentive to attempt to reduce it. In this paper, I propose a method for estimating the profitability of an active deferral strategy for an investment aimed at increasing the capacity of distrubution networks coupled with an incentive mechanism. My method combines the updated assessment of the costs and benefits of the investment with a pattern of consumer behavior.