L’estimation structurelle des modèles de demande sur des marchés de produits différenciés joue un rôle important en économie. Elle permet de mieux comprendre les choix des consommateurs et, entre autres, de mesurer les effets d’une fusion d’entreprise, de l’introduction d’un nouveau produit sur le marché ou d’une nouvelle régulation. L’approche traditionnelle consiste à spécifier un modèle d’utilité, typiquement un modèle d’utilité aléatoire additif, à en calculer ses demandes et à inverser ces dernières pour obtenir des équations de demande inverse qui serviront de base pour l’estimation. Toutefois, en général, ces demandes inverses n’ont pas de forme analytique. L'estimation exige donc une inversion numérique et l’emploi de procédures d’estimation non-linéaire, qui peuvent être difficiles à mettre en oeuvre et chronophages.Cette thèse adopte une approche différente, en développant de nouveaux modèles de demande inverse qui sont cohérents avec un modèle d’utilité de consommateurs hétérogènes. Cette approche permet de capter de façon plus flexible les substitutions entre les produits, grâce à de simples régressions linéaires basées sur des données incluant les parts de marché, les prix et les caractéristiques des produits. Le premier chapitre de cette thèse développe le modèle inverse product differentiation logit (IPDL), qui généralise les modèles logit emboîtés, permettant ainsi de capter de façon flexible les substitutions entre les produits, y compris de la complémentarité. Il montre que le modèle IPDL appartient à une classe de modèles de demande inverse, nommée generalized inverse logit (GIL), laquelle inclut une grande majorité de modèles d’utilité aléatoire additifs qui ont été utilisés à des fins d'estimation de la demande. Le second chapitre développe le modèle flexible inverse logit (FIL), un modèle GIL qui utilise une structure de nids flexible avec un nid pour chaque pair de produits. Il montre que le modèle FIL, projeté dans l’espace des caractéristiques des produits, permet d’obtenir des élasticités-prix qui dépendent directement des caractéristiques des produits et, en utilisant des simulations de Monte-Carlo, qu’il est capable de reproduire celles du "flexible" modèle logit à coefficients aléatoires. Le troisième chapitre étudie la micro-fondation du modèle GIL. Il montre que les restrictions que le modèle GIL impose sur la fonction de demande inverse sont des conditions nécessaires et suffisantes de cohérence avec un modèle de consommateurs hétérogènes maximisant leur fonction d’utilité, connu sous le nom de perturbed utility model (PUM). Il montre également que tout modèle GIL génère une fonction de demande qui satisfait une légère variante des conditions de Daly-Zachary, laquelle permet de combiner substituabilité et complémentarité en demande. / Estimation of structural demand models in differentiated product markets plays an important role in economics. It allows to better understand consumers’ choices and, amongst other, to assess the effects of mergers, new products, and changes in regulation. The standard approach consists in specifying a utility model, typically an additive random utility model, computing its demands, and inverting them to obtain inverse demand equations, which will serve as a basis for estimation. However, since these inverse demands have generally no closed form, estimation requires numerical inversion and non-linear optimization, which can be painful and time-consuming. This dissertation adopts a different approach, developing novel inverse demand models, which are consistent with a utility model of heterogeneous consumers. This approach allows to accommodate rich substitution patterns thanks to simple linear regressions with data on market shares, prices and product characteristics. The first chapter of this dissertation develops the inverse product differentiation logit (IPDL) model, which generalizes the nested logit models to allow for richer substitution patterns, including complementarity. It also shows that the IPDL model belongs to the class of generalized inverse logit (GIL) models, which includes a vast majority of additive random utility models that have been used for demand estimation purposes. The second chapter develops the flexible inverse logit (FIL) model, a GIL model that uses a flexible nesting structure with a nest for each pair of products. It shows that the FIL model, projected into product characteristics space, makes the price elasticities depending on product characteristics directly and, using Monte Carlo simulations, that it is able to mimic those from the "flexible" random coefficient logit model. The third chapter studies the micro-foundation of the GIL model. It shows that the restrictions that the GIL model imposes on the inverse demand function are necessary and sufficient for consistency with a model of heterogeneous and utility-maximizing consumers, called perturbed utility model. It also shows that any GIL model yields a demand function that satisfies a slight variant of the Daly-Zachary conditions, which allows to combine substitutability and complementarity in demand.

Dans de nombreuses industries, les producteurs doivent passer par des intermédiaires afin de distribuer leurs produits sur les marchés. Par exemple, dans le secteur de la grande distribution alimentaire, les producteurs vendent leurs produits à des distributeurs qui ont un accès direct aux consommateurs finaux; dans les secteurs de la santé, les fournisseurs de soins médicaux (e.g., les hôpitaux) traitent avec les assureurs afin d’avoir accès aux patients. Toutes ces industries sont souvent caractérisées par une structure oligopolistique bilatérale avec un petit nombre d'entreprises opérant sur les deux côtés du marché, impliquant des relations commerciales complexes entre les acteurs. En effet, les externalités contractuelles sont omniprésentes dans ce type d’environnement puisque la valeur générée par une transaction et partagée entre un fabricant et un détaillant dépend généralement des décisions contractuelles des autres entreprises opérant sur le marché. Un certain nombre de pratiques, communément appelées « restrictions verticales », peuvent également survenir, telles que des contrats d'exclusivité, des pratiques de ventes liées, ou bien des fixations de prix de revente. En outre, les conditions tarifaires sont principalement déterminées par un processus de négociation entre les entreprises. L’objet de ma recherche consiste à analyser comment les relations verticales entre entreprises dans un contexte aussi complexe que celui des oligopoles bilatéraux peuvent avoir un impact sur le surplus du consommateur et le bon fonctionnement de l’industrie. Dans le premier chapitre de ma thèse, j’élabore un modèle d’économétrie structurelle afin d’analyser empiriquement les relations producteur- distributeur dans des oligopoles bilatéraux avec produits différenciés. L’approche contraste avec la plupart des méthodes empiriques antérieures et permet d’identifier la division du surplus entre les entreprises sans la nécessité d’avoir des données sur les contrats de gros et les coûts marginaux des firmes. Le deuxième chapitre se concentre sur l’étude des effets générés par la formation d’alliances entre distributeurs pour négocier des tarifs communs et acheter des produits auprès de leurs fournisseurs. En utilisant des données d’achats sur les eaux embouteillées réalisés par un panel de consommateurs représentatif de la population Française, j'estime un modèle structurel de demande et d'offre. Je réalise ensuite des simulations pour étudier les effets de trois alliances formées par des distributeurs dans le secteur de la distribution alimentaire en France. Les résultats montrent que le pouvoir de négociation des distributeurs est affaibli, le profit total de l'industrie diminue, et que les consommateurs finaux font face à des prix plus élevés. Le troisième chapitre de cette thèse analyse la pratique du «full-line forcing» comme mécanisme d’éviction sur les marchés verticalement liées. Je considère un modèle dans lequel un producteur multi-produit offre une marque leader et une marque secondaire sur laquelle il est en concurrence avec une entreprise plus efficace. Le modèle permet de mettre en évidence que le « full-line forcing » est une stratégie de négociation efficace car elle permet au producteur multi-produit d’influer sur les points de menace dans les négociations et d’imposer son portefeuille de marques sur les étagères du distributeur, excluant ainsi le producteur concurrent. Cette stratégie émerge à l’équilibre sous trois conditions : (i) la marque leader de l’entreprise multi-produit est suffisamment forte, (ii) son inefficacité sur la marque secondaire n’est pas trop sévère, et (iii) le fournisseur concurrent est assez puissant dans sa négociation avec le distributeur. Les résultats suggèrent que les consommateurs finaux et le bien-être total peuvent être réduit alors que, dans certains cas, le distributeur bénéficie d’une telle stratégie d’éviction. / In many economic environments, producers need to deal with intermediaries to supply their products on markets. Examples include grocery markets in which food manufacturers sell their products to retailers who have direct access to final consumers; pharmaceutical industries where manufacturers distribute their drugs on markets through drugstores; multichannel television industries where cable channels sell their programs to multichannel video program distributors who then charge fees to consumers; private healthcare sectors in which medical providers (e.g., hospitals) deal with insurers to have access to sick patients. One particular feature of such industries is that they are often characterized by a bilateral oligopolistic structure with a small number of firms operating on both sides of the market, resulting in complex vertical relationships. Contracting externalities are indeed intrinsic to such environments because the value generated by a transaction and shared between a manufacturer and a retailer generally depends on the contracting decisions of other firms operating on the market. A number of practices, commonly referred to as vertical restraints, may also arise such as exclusive dealing, bundling and tying, resale price maintenance, or quantity discounts. Furthermore, trading terms are mostly determined through a bargaining process between upstream and downstream firms rather than being fixed by one-side of the market. My research consists in analyzing how vertical relationships between firms in such complex settings impact consumer surplus and total welfare. To this end, I rely on both theoretical models and empirical methods to derive predictions of the effects of contractual arrangements within the supply chain. In the first chapter of this dissertation I design a structural framework to analyze manufacturer-retailer relationships in bilateral oligopolies with differentiated products. Our approach contrasts with most prior empirical models of bargaining and allows to identify the division of surplus between firms without data on wholesale contracts and marginal costs. The second chapter investigates the economic effects of alliances formed by retailers to negotiate common prices and purchase products from manufacturers. I use household- level scanner data on bottled water purchases and estimate a structural model of demand and supply. I perform simulations to study the economic effects of three buyer alliances that have been formed by competing retailers in the French food retail sector. Results show that the bargaining power of retailers is weakened, total industry profit decreases, and final consumers face higher prices. The third chapter examines the case of full-line forcing as a foreclosure device in vertically related markets. We consider a setting in which a multi-product manufacturer offers a leading brand and a secondary brand for which it competes with a more efficient single-product firm. We show that full-line forcing is an efficient bargaining strategy as it allows the multi-product manufacturer to affect threat points and impose its brand portfolio on the retailer’s shelves therefore excluding the rival supplier. This strategy arises in equilibrium under three conditions (i) the leading brand of the multi- product firm is strong enough, (ii) the inefficiency on the secondary brand is not too severe, and (iii) the rival supplier is powerful enough in its bargaining with the retailer. Our results suggest that final consumers and total welfare may be harmed whereas, in some cases, the retailer benefits from such a foreclosure strategy.