Le dioxyde de carbone (CO2), le méthane (CH4) et l’oxyde nitreux (N2O) sont trois des principaux gaz à effet de serre (GES) influençant les changements climatiques (IPCC, 2014). La variabilité des concentrations fluviales de ces GES est souvent liée à l’utilisation du territoire, aux caractéristiques internes de la rivière et au régime hydrique. Cependant, peu d’études se sont penchées sur l’influence de ces facteurs sur la dynamique couplée de ces trois gaz au fil des saisons. Pour cette étude, nous avons mesuré les concentrations et flux de CO2, CH4 et N2O le long d’une rivière tempérée : la Rivière du Nord, une fois par saison durant trois années consécutives. Le long du bassin versant de cette rivière la géologie diffère entrainant un changement radical d’utilisation du territoire. De fortes différences saisonnières ont été observées : les concentrations de CO2 et N2O étaient plus élevées en hiver, tandis que celles de CH4 étaient plus importantes l’été. Les sites de confluence majeure avaient les émissions les plus élevées. Les concentrations ont été influencées par l’utilisation des terres, les plus fortes concentrations de tous les GES se trouvant où les activités urbaines et agricoles sont les plus intensives. Cependant, la variabilité spatiale fut minimisée pendant les périodes de fort débit. Bien que l’utilisation du territoire ait influencé la variabilité spatiale des concentrations le long de la rivière, les changements de températures et de régime hydrique provoqués par les saisons ont influencé, respectivement, l’importance relative des gaz et leurs concentrations et émissions globales. / Carbon dioxide (CO2), methane (CH4), and nitrous dioxide (N2O) are three of the main greenhouse gases (GHGs) that influence climate change (IPCC, 2014). Variability in the riverine concentrations of these three GHGs is often related to land use, within river features, and hydrologic regimes. However, few studies have looked at the interacting influence of these factors on the coupled dynamics of these gases across seasons. Here, we measured CO2, CH4, and N2O concentrations and fluxes along a 146.6 km stretch of the main stem of a north temperate river, with a change in geology resulting in a sharp shift in land use once per season for three consecutive years. Strong seasonal differences in gas concentrations were observed: CO2 and N2O were both higher overall during winter but were occasionally undersaturated, whereas summer had the highest concentrations of CH4. Sites of major confluence had the highest emissions, acting as vents. Concentrations were influenced by land use, with the highest concentrations of all gases found in the lower reaches where urban and agricultural activity are most intensive. However, spatial variability was minimized during periods of high flow when the river acted more like a pipe. This suggests that how major gases are coupled is largely a function of differential processes across seasons. Although land use influenced the spatial variability in concentrations along the river, seasonal changes in temperature influenced the relative importance of the gases, and hydrology mediated their overall concentrations and emissions.

L'Union Européenne a un programme ambitieux pour faire face aux effets du changement climatique, les institutions européennes devant désormais prendre en compte l'environnement dans le cadre de ses politiques. L'objectif de ma thèse consiste à évaluer les impacts des politiques publiques européennes sur l'agriculture et l’environnement, de mesurer leurs effets croisés et d'évaluer l'intérêt d'une meilleure coordination de ces politiques. La thèse vise à enrichir l'analyse économique sur des problématiques importantes recentrées sur la réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES) agricoles dans l'UE et le niveau de la production agricole, sous un angle quantitatif. La méthodologie repose sur un modèle de programmation mathématique qui simule l’offre agricole européenne (AROPAj), utilisant les données du Réseau d'Information Comptable Agricole. L'analyse est réalisée à plusieurs niveaux, européen, national, régional et infra-régional, tenant compte de la variabilité du contexte économique qui caractérise l'agriculture européenne sur les six années 2007-2012. Nous évaluons tout d'abord comment l'agriculture peut contribuer à l'atténuation des émissions de GES dans l'UE et nous offrons une analyse détaillée des courbes de coûts marginaux d'abattement. Les résultats indiquent qu’en moyenne, sur la période 2007-2012, l’agriculture européenne peut réduire ses émissions d’environ 10%, 20% et 30% respectivement, pour les prix des émissions de 38, 112.5 et 205 Euros/tCO2eq. Nous montrons que l’agriculture peut offrir une atténuation substantielle et que le potentiel et les coûts d’atténuation varient substantiellement dans le temps et dans l’espace. La deuxième problématique étudiée porte sur la compatibilité entre l’augmentation de la production agricole et la diminution de l’impact de l’agriculture sur l’environnement. En introduisant une approche primale (via un prix du carbone) et une approche duale (via un objectif calorique), nous montrons qu’on peut réduire les émissions de GES et modifier l’offre agricole tout en augmentant la quantité en calories alimentaires. On étend la problématique des émissions de GES, en dissociant les prix des deux gaz (CH4 et N2O). Un système de prix différenciés permet de mieux adapter la politique de régulation climatique en fonction de l'horizon de temps sur lequel on se projette, offrant une flexibilité dans la réduction des coûts d’abattement des émissions. / The European Union has an ambitious agenda to deal with the effects of climate change, the European institutions must now take environment into account within the framework of its policies. The objective of my thesis is to evaluate the impacts of European public policies on agriculture and environment, to measure their crossed effects and to assess the potential for a better coordination of these policies. The thesis aims to enrich the economic analysis on important issues refocused on the reduction of agricultural greenhouse gas emissions in the EU and the level of agricultural production, from a quantitative perspective. The methodology is based on a mathematical programming model that simulates the European agricultural supply (AROPAj), using data from the Farm Accountancy Data Network. The analysis is carried out at several levels, European, national, regional and sub-regional, taking into account the variability of the economic context that characterizes the European agriculture over the six years 2007-2012. We first assess how agriculture may contribute to the mitigation of EU GHG emissions and provide a detailed analysis of marginal abatement cost curves. The results show that, on average, over the period 2007-2012, EU agriculture may reduce its emissions by around 10%, 20% and 30%, respectively for emission prices of 38, 112.5 and 205 EUR/tCO2eq. We show that agriculture may offer substantial mitigation and that mitigation costs and potential vary in time and in space. The second issue studied concerns the compatibility between the increase in agricultural production and the reduction of the impact of agriculture on the environment. By introducing a primal approach (via a carbon price) and a dual approach (via a calorie target), we show that we can reduce GHG emissions and change agricultural supply while increasing the quantity of food calories. We extend the issue of GHG emissions by separating the prices of the two gases (CH4 et N2O). A differentiated price system allows to better adapt the climate regulation policy according to the time horizon on which we are projected, offering flexibility in reducing the emission abatement costs.

La mise en oeuvre des politiques de transports urbains durables, qui nécessite le déploiement d'une combinaison d'instruments d'action complémentaires, s'avère ardue dans bon nombre de pays industrialisés. Or, le corpus portant sur les instruments de politique publique est restreint et possède de grandes lacunes quant à l'explication du choix des instruments. Au moyen d'une étude comparée des interventions en matière de transport urbain dans les villes de Montréal et de Boston, cette recherche vise à déterminer la pertinence et la validité d'un modèle basé sur les asymétries d'information et de légitimité entre les gouvernements, d'une part, et les acteurs privés et non gouvernementaux, d'autre part, afin d'expliquer le choix des instruments de politique publique. Les résultats indiquent que si la mise en place d'une combinaison instruments davantage coercitifs et proactifs est effectuée par les gouvernements lorsque ces derniers sont insufflés d'une forte légitimité et d'un haut degré de détention du savoir, le poids de l'histoire et de la culture politique, ainsi que l'aménagement institutionnel métropolitain, influent aussi le choix de la combinaison d'instruments. / Note : La présente étude fait partie d'un projet de recherche plus large, intitulé "Choix et efficacité des instruments de politique publique pour réduire les gaz à effet de serre: les interventions de quatre juridictions de l'Amérique du Nord-Est", qui est le fruit d'une collaboration entre le Département de science politique et l'École supérieure d'ATDR, Aménagement, architecture et arts visuels de l'Université Laval, ainsi qu'avec Y Institute for environmental studies de l'Université de Toronto, et financé par le Conseil de recherches en sciences humaines du Canada (CRSH). Ce mémoire fait état des résultats de la section de l'étude dédiée aux transports urbains, alors que deux autres secteurs sont étudiés par le projet de recherche plus large, soit le secteur des grandes industries émettrices de GES et celui des PME développant des technologies de réduction d'émissions.

Les petits plans d'eau, en particulier ceux riches en matière organique, sont encore négligés en tant que sources naturelles majeures d'émission de carbone (C) dans l'atmosphère et contributeurs importants au bilan mondial de C. Les mares de tourbières riches en matières organiques sont une source nette de C atmosphérique dans les écosystèmes de tourbières, qui sont généralement un puits net de C. Ces mares émettent des gaz à effet de serre (GES) à des taux plus élevés, en particulier de méthane (CH4), par rapport à d'autres petits plans d'eau lentiques (petits lacs et étangs), ce qui peut être attribué à la connectivité hydraulique des bassins donc aux apports en C de la tourbe environnante et aux caractéristiques morphologiques des mares. Cependant, il existe très peu d'informations sur les schémas et les mécanismes de la dynamique du C dans les bassins de tourbières par rapport à leur couvert végétal ainsi qu'à d'autres petits environnements aquatiques. En particulier, la matière organique dissoute (MOD), un important intermédiaire et substrat de C, peut influencer la dynamique des émissions de GES, mais son rôle demeure méconnu à l'échelle intra- et inter-régionale. Dans cette étude, nous avons caractérisé et identifié les patrons intra- et interrégionaux et les mécanismes potentiels contrôlant la quantité et la qualité de la MOD et des concentrations de GES, ainsi que leurs liens en analysant une gamme de variables optiques et chimiques et en compilant les données géographiques (c'est-à-dire le climat, le couvert végétal et morphométrie des bassins) à partir de bassins de tourbières ombrotrophes dans cinq régions de l'est du Canada (Grande plée Bleue, sud du Québec et région de la Minganie, est du Québec) et du sud de la Patagonie chilienne (Punta Arenas, parc Karukinka et île Navarino). Nous avons également effectué un échantillonnage interannuel dans la Grande plée Bleue pour identifier les tendances temporelles des concentrations et de la composition des GES et de MOD. Nous avons trouvé une variabilité interrégionale élevée dans les patrons de MOD et de GES par rapport à la variabilité intrarégionale qui était cohérente avec l'hétérogénéité des propriétés géographiques, en particulier, le climat. Les patrons interrégionaux des concentrations de GES étaient de plus déterminés par la couverture végétale environnante, la morphométrie du bassin et la composition de la MOD de type protéique. D'autre part, bien que nous n'ayons pas observé de patrons temporels significatifs dans les concentrations de GES, de MOD et de la composition de type humique terrestre au cours de l’été dans la Grande plée Bleue, les patrons temporels de GES ont été influencés par la concentration de MOD, la composition de type humique terrestre, et la chimie interne de l'eau. Dans l'ensemble, nos résultats suggèrent que les patrons interrégionaux de la MOD et des GES, et les liens entre eux, sont principalement contrôlés par le climat (température et précipitations), la couverture végétale et la morphométrie des bassins, tandis que les patrons temporels de la MOD et des GES sont principalement régis par des facteurs à l'échelle locale tels que la morphométrie des bassins et la connectivité hydrologique. / Small waterbodies, especially organic-rich, are still overlooked as a major natural source of carbon (C) emission to the atmosphere and an important contributor in the global C budget. Organic-rich peatland pools are generally net atmospheric C sources embedded in peatland ecosystems, which are generally net C sinks. They emit high areal rates of greenhouse gases (GHG), particularly methane (CH4), compared to other small lentic waterbodies (small lakes and ponds) which may be attributed to peat-pool hydraulic connectivity leading to C loading from the surrounding peat and morphological characteristics. But there is very little information on the patterns and drivers of C dynamics within peatland pools compared to their vegetated areas as well as other small aquatic environments. In particular, the role that dissolved organic matter (DOM), an important intermediate and C substrate, may play in GHG dynamics is poorly known at the intra- and inter-regional scales. In this study, we characterized and identified the intra- and inter regional patterns and drivers of DOM quantity and quality and GHG concentrations as well as their links. We did so by analyzing a range of optical and chemical variables and compiling geographic data (i.e., climate, vegetation cover and pool morphometry) from ombrotrophic peatland pools across five regions in eastern Canada (Grande plée Bleue, southern Québec and Minganie region, eastern Québec) and southern Chilean Patagonia (Punta Arenas, Karukinka Park and Navarino Island). We also conducted inter-annual sampling in Grande plée Bleue to identify the temporal patterns in GHG and DOM concentrations and composition. We found high inter-regional variability in DOM and GHG patterns compared to intra-regional variability which was coherent with the heterogeneity of geographical properties. Inter-regional patterns in GHG concentrations were driven by surrounding vegetation cover, pool morphometry and protein-like DOM composition. On the other hand, although we did not observe significant temporal patterns in GHG and DOM concentrations and terrestrial humic-like composition throughout the growing seasons in Grande plée Bleue, temporal patterns of GHG were influenced by the DOM concentration, terrestrial humic-like composition, and internal water chemistry. Overall, our results suggest that inter-regional patterns in DOM and GHG, and the links among them are predominantly controlled by the broad-scale patterns in climate (temperature and precipitation), vegetation cover, and pool morphometry, while temporal patterns in DOM and GHG are predominantly governed by local-scale drivers such as pool morphometry.

Dans le cadre de la Western Climate Iniative, le Québec a déployé en 2012, un système de plafonnement et d’échange de droits d’émission de gaz à effet de serre (SPEDE). Il s’agit de l’un des premiers régimes de ce type en Amérique du Nord et celui-ci pourrait à terme, constituer l'un des maillons d’un marché commun du carbone à l’échelle du continent. Toutefois, le SPEDE appartient à une catégorie d’instruments économiques de protection de l’environnement encore peu connue des juristes. Il s’inscrit en effet dans la régulation économique de l’environnement et repose sur des notions tirées de la théorie économique, dont la rareté, la propriété et le marché. La thèse s’insère donc dans le dialogue entre juristes et économistes autour de la conception et de la mise en œuvre de ce type d’instrument. Afin d’explorer son architecture et de révéler les enjeux juridiques qui le traversent, nous avons eu recours à la méthode de l’analyse économique du droit. Celle-ci permet notamment de montrer les dynamiques d'incitation et d’efficacité qui sont à l'œuvre dans les règles qui encadrent le SPEDE. Elle permet également à donner un aperçu du rôle décisif joué par la formulation des règles de droit dans l’opérationnalisation des hypothèses économiques sous-jacentes à cette catégorie d’instrument. L’exploration est menée par l’entremise d’une modélisation progressive de l’échange de droits d’émission qui prend en compte les coûts de transaction. Le modèle proposé dans la thèse met ainsi en lumière, de manière générale, les points de friction qui sont susceptibles de survenir aux différentes étapes de l'échange de droits d'émission et qui peuvent faire obstacle à son efficacité économique. L’application du modèle aux règles du SPEDE a permis de contribuer à l’avancement des connaissances en donnant aux juristes un outil permettant de donner une cohérence et une intelligibilité à l’analyse des règles de l’échange. Elle a ainsi fourni une nomenclature des règles encadrant l’échange de droits d’émission. Cette nomenclature fait ressortir les stratégies de diversification de l’échange, d’institutionnalisation de ses modalités ainsi que les enjeux de la surveillance des marchés, dont celui des instruments dérivés adossés aux droits d’émission, dans un contexte de fragmentation des autorités de tutelle. / As part of the launch of the Western Climate Initiative, the province of Québec has implemented on January 1st, 2012, one of the first carbon emissions trading system in North America (CETS). Such a system could in time become part of the emerging regulated market for carbon on the continent. However, it belongs to a category of economic instruments still timidly explored in legal literature. The CETS forms part of the economic regulation of the environment and is based on concepts drawn from the economic theory such as scarcity, property and the market. The thesis aims at contributing to the dialogue between jurists and economists around the design and implementation of this type of instrument. In order to explore its architecture and uncover the legal issues at play, we applied the teachings of law and economics in order to reveal the underlying dynamics of incitation and efficiency built in the CETS regulations and highlight the pivotal role played by the formulation of legal rules in their operationalization. The exploration is conducted through a progressive modelling of the exchange of emission rights, which takes into account transaction costs. The resulting model brings to light friction points that are likely to occur at different stages of the exchange of emission rights and might negatively impact its economic efficiency. The thesis contributes to the advancement of knowledge by offering jurists a coherent and intelligible legal analysis of the rules governing the exchange of emission rights in the CETS. Thus, it provides a systematic arrangement of these rules structured around the diversification strategies of the exchange and the institutionalization of its terms. It also raises market surveillance issues, particularly of the carbon derivatives market, in a context of fragmentation of market authorities.

Ce travail vise à évaluer les performances de matériaux à base de silice et à rationaliser leur synthèse en fonction des propriétés d’adsorption recherchées (capacité et/ou sélectivité) en combinant des approches expérimentales et la modélisation de dynamique moléculaire. Ces matériaux devaient idéalement présenter une capacité d’adsorption CO2 mais également une sélectivité CO2 /CH4 élevées. Les différentes étapes de ce travail ont été :- la synthèse et la fonctionnalisation des matériaux de silice,- leur caractérisation texturale et chimique,- la détermination des capacités d’adsorption du CO2, de leur sélectivité CO2/CH 4 ,- les caractérisations par différentes techniques spectroscopiques et microscopiques des échantillons pour essayer de localiser l’adsorption du CO2 et mesurer sa mobilité,- l’identification microscopique par modélisation moléculaire des facteurs physico-chimiques influant sur l’adsorption préférentielle du CO2 et sa diffusivité dans le matériau hôte ainsi que sur le rôle du caractère hydrophile/hydrophobe du matériau de silice par le biais de sa fonctionnalisation.Ces objectifs ont nécessité la préparation de matériaux à surfaces spécifiques élevées par le biais d’un procédé sol-gel simple. Ces matériaux ont été modifiés afin d’obtenir un taux de fonctionnalisation par des groupements -CH3 suffisant pour modifier le caractère hydrophile du matériaux tout en conservant une surface spécifique suffisante. L’influence de la taille des pores a également été sondée.Les capacités d’adsorption des gaz sous pression ont été réalisées pour les gaz purs mais également sur des mélanges CO2/CH4 dans différentes proportions. La sélectivité CH 4 /CO 2 , souvent estimée à partir des isothermes des corps purs et/ou la méthode IAST, a dans ce cas été déterminée à partir de la mesure directe des isothermes des mélanges de gaz. Il est apparu que l’eau joue un rôle crucial sur les capacité et sélectivités d’adsorption. Ce paramètre est l’un de ceux qui a été étudié à travers les simulations de dynamiques moléculaires. L’influence de l’introduction de groupements hydrophobes a également été exploré.Les résultats obtenus par dynamique moléculaire sont dans l’ensemble en bon accord avec les données expérimentales. Ces deux approches parallèles expérience/théorie ont mis en évidence la sélectivité de l’un des matériaux pour des applications où l’effluent gazeux est peu chargé en CO 2 . / This work aims to evaluate the performance of silica-based materials and to rationalize their synthesis according to their desired adsorption properties (capacity and/or selectivity) by combining experimental approaches and the management of the molecular animal. These materials are ideally suited for CO2 adsorption capacity but also CO2/ CH4 selectivity. The different stages of this work were:- the synthesis and functionalization of the silica materials,- their textural and chemical characterization,- the determination of CO2 adsorption capacities, of their CO2/ CH4 selectivity.- the characterizations by various spectroscopic and microscopic techniques of tests to try to locate the adsorption of CO2 and to measure its mobility,- microscopic identification by the factor of physic-Factors influence the preferential adsorption of CO2 and its diffusivity in the role of hydrophilic / hydrophobic character in silica by functional.These objectives required the preparation of high specific surface materials through a simple sol-gel process. These materials have been modified in order to obtain a degree of functionalization with -CH3 groups sufficient to modify the hydrophilic nature of the material while maintaining a sufficient specific surface area. The influence of pore size was also probed.The adsorption capacities of the gases under pressure were carried out for pure gases but also on CO2/ CH4 mixtures in different proportions. The CH4/ CO2 selectivity, often estimated from the pure body isotherms and / or the IAST method, was in this case determined from the direct measurement of the isotherms of the gas mixtures. It has become apparent that water plays a crucial role in adsorption capacity and selectivity. This parameter is one of those studied through molecular dynamics simulations. The influence of the introduction of hydrophobic groups has also been explored.The results obtained by molecular dynamics are on the whole in good agreement with the experimental data. These two parallel experience / theory approaches have highlighted the selectivity of one of the materials for applications where the gaseous effluent is little loaded with CO2.

Dans le cadre de la Western Climate Iniative, le Québec a déployé en 2012, un système de plafonnement et d’échange de droits d’émission de gaz à effet de serre (SPEDE). Il s’agit de l’un des premiers régimes de ce type en Amérique du Nord et celui-ci pourrait à terme, constituer l'un des maillons d’un marché commun du carbone à l’échelle du continent. Toutefois, le SPEDE appartient à une catégorie d’instruments économiques de protection de l’environnement encore peu connue des juristes. Il s’inscrit en effet dans la régulation économique de l’environnement et repose sur des notions tirées de la théorie économique, dont la rareté, la propriété et le marché. La thèse s’insère donc dans le dialogue entre juristes et économistes autour de la conception et de la mise en œuvre de ce type d’instrument. Afin d’explorer son architecture et de révéler les enjeux juridiques qui le traversent, nous avons eu recours à la méthode de l’analyse économique du droit. Celle-ci permet notamment de montrer les dynamiques d'incitation et d’efficacité qui sont à l'œuvre dans les règles qui encadrent le SPEDE. Elle permet également à donner un aperçu du rôle décisif joué par la formulation des règles de droit dans l’opérationnalisation des hypothèses économiques sous-jacentes à cette catégorie d’instrument. L’exploration est menée par l’entremise d’une modélisation progressive de l’échange de droits d’émission qui prend en compte les coûts de transaction. Le modèle proposé dans la thèse met ainsi en lumière, de manière générale, les points de friction qui sont susceptibles de survenir aux différentes étapes de l'échange de droits d'émission et qui peuvent faire obstacle à son efficacité économique. L’application du modèle aux règles du SPEDE a permis de contribuer à l’avancement des connaissances en donnant aux juristes un outil permettant de donner une cohérence et une intelligibilité à l’analyse des règles de l’échange. Elle a ainsi fourni une nomenclature des règles encadrant l’échange de droits d’émission. Cette nomenclature fait ressortir les stratégies de diversification de l’échange, d’institutionnalisation de ses modalités ainsi que les enjeux de la surveillance des marchés, dont celui des instruments dérivés adossés aux droits d’émission, dans un contexte de fragmentation des autorités de tutelle. / As part of the launch of the Western Climate Initiative, the province of Québec has implemented on January 1st, 2012, one of the first carbon emissions trading system in North America (CETS). Such a system could in time become part of the emerging regulated market for carbon on the continent. However, it belongs to a category of economic instruments still timidly explored in legal literature. The CETS forms part of the economic regulation of the environment and is based on concepts drawn from the economic theory such as scarcity, property and the market. The thesis aims at contributing to the dialogue between jurists and economists around the design and implementation of this type of instrument. In order to explore its architecture and uncover the legal issues at play, we applied the teachings of law and economics in order to reveal the underlying dynamics of incitation and efficiency built in the CETS regulations and highlight the pivotal role played by the formulation of legal rules in their operationalization. The exploration is conducted through a progressive modelling of the exchange of emission rights, which takes into account transaction costs. The resulting model brings to light friction points that are likely to occur at different stages of the exchange of emission rights and might negatively impact its economic efficiency. The thesis contributes to the advancement of knowledge by offering jurists a coherent and intelligible legal analysis of the rules governing the exchange of emission rights in the CETS. Thus, it provides a systematic arrangement of these rules structured around the diversification strategies of the exchange and the institutionalization of its terms. It also raises market surveillance issues, particularly of the carbon derivatives market, in a context of fragmentation of market authorities.

La contribution des changements d’usage des sols aux émissions de gaz à effet de serre d’origine anthropique est estimée à 17% pour la décennie 2000, en grande partie liée à la déforestation. L’un des facteurs principaux de ces changements est l’expansion des terres agricoles pour les besoins locaux de développement, mais également sous l’effet des exportations stimulées par la mondialisation. Pour cette raison, des préoccupations nouvelles surgissent quant aux effets des politiques sur l’usage des sols par le biais des marchés internationaux. Ce travail présente trois illustrations concrètes où ces effets peuvent être d’ampleur conséquente : i) l’intensification de l’agriculture dans les pays en voie de développement, ii) les accords commerciaux, et iii) les politiques d’agrocarburants. Les résultats montrent que pour chacune de ces politiques, les réponses des marchés sont susceptibles de jouer un rôle déterminant dans le bilan des gaz à effet de serre. L’atténuation du changement climatique par l’intensification des cultures conduit à des réductions d’émissions, mais l’effet rebond de la demande pourrait annuler une part substantielle des bénéfices attendus sur les surfaces de terres cultivées. L’exemple d’un possible accord entre l’Union européenne et le Mercosur montre les effets négatifs que peut induire la libéralisation de certains produits agricoles, si des mesures d’accompagnement adéquates ne sont pas mises en place. Enfin, l’effet des changements indirects d’affectation des sols est susceptible d’effacer une part substantielle des réductions d’émissions alléguées aux agrocarburants. Les réponses de l’affectation des sols aux différentes politiques dépendent néanmoins de nombreux paramètres comportementaux, et il est difficile d’en fournir une estimation chiffrée précise. Plusieurs approches de modélisation sont utilisées ici pour quantifier ces effets et explorer les intervalles de confiance découlant des estimations actuelles de la littérature économétrique. La prise en compte de cette externalité dans l’évaluation des politiques publiques nécessite des approches nouvelles intégrant mieux les différents niveaux d’incertitude sur ces effets. / Land use change is estimated to have generated 17% of anthropogenic greenhouse gas emissions in the 2000s, a large part coming from deforestation. The main driver of these emissions is expansion of agricultural activities, for the need of local development in tropical regions. However, they have also been caused by the dynamics of globalisation which has stimulated agricultural trade flows. Thus, today, there are new concerns with respect to how agricultural policies are influencing land use changes in other parts of the world through international market responses. In this work I consider three concrete illustrations of where these effects can be of significant magnitude: i) agriculture intensification in developing countries, ii) trade agreements, and iii) biofuel policies. I find that for each of these policies, market responses are likely to play a significant role in the final greenhouse gas emission balance. Mitigation of emissions through agricultural intensification could have quite beneficial outcomes, but the rebound effect on the demand side would offset a large part of greenhouse gas emission savings attributable to the land sparing effect. With the example of a possible EU-MERCOSUR trade agreement, I also show the adverse effect of liberalising certain specific agricultural products closely connected to land use change dynamics without adequate accompanying measures. Last, the indirect land use change effect of biofuels is likely to offset a large part of their alleged GHG emission savings. Land use change responses depend on many behavioural parameters, however, and providing precise estimates constitutes a challenge. I use different modelling approaches to quantify their magnitude and extensively explore the level of confidence on the basis of current state of econometric findings.New approaches should be elaborated to take account of this externality in public policy assessments, together with an appropriate consideration of the uncertainty ranges associated with these effects.

Cette thèse répond à un double objectif, elle s’est concentrée d’une part sur le rôle joué par l’énergie dans le développement industrielle et économique des pays et d’autres parts sur les retombées de son usage sur l’environnement et l’état de santé des individus. Nous avons élaboré et exploité une base de données relative à la région de Sfax, qui a été utilisée pour l’analyse empirique adaptée à chaque axe de recherche. Le cheminement suivi pour argumenter cette thèse nous a amené à constituer trois chapitres. Au niveau du premier chapitre, nous avons particulièrement apprécié le rôle que l’énergie a préoccupé dans le développement économique des nations. Suite à notre analyse empirique, deux résultats principaux sont annoncés, d’abord, la présence d’un effet de long terme entre la consommation de l’énergie et le développement économique dans la région de Sfax impliquant ainsi sa dépendance économique à l’énergie, ensuite, l’existence d’une relation de causalité unidirectionnelle partant de la consommation de l’énergie vers la croissance économique. Dans un deuxième chapitre, nous nous sommes intéressés à étudier l’impact de la consommation de l’énergie sur la détérioration de la qualité de l’environnement. Deux points sont mis en valeur. Premièrement, une corrélation est détectée entre la consommation de l’énergie et les polluants suivants : PM10, SO2 et NO2. Deuxièmement, la présence de l’O3 troposphérique dans l’air n’est pas subordonnée à la consommation de l’énergie mais plutôt aux réactions photochimiques impliquant le NO2 et l’oxygène sous l’effet des rayons solaires ultra-violets. Finalement, les facteurs météorologiques et surtout la température (T) et l’humidité relative (HR) agissent sur la dispersion des polluants et leur accumulation autour de leurs sources d’émissions. Le dernier chapitre s’est focalisé sur l’analyse de l’impact sanitaire de la pollution atmosphérique. Adapté au contexte de la région de Sfax, trois constats principaux sont détectés. Tout d’abord, les maladies cardiovasculaires sont affectées par les émissions de S02 tandis que les maladies respiratoires sont influencées par les émissions de SO2 et O3. Ensuite, une corrélation est justifiée entre l’O3 te le NO2 qui confirme la réaction chimique de piégeage de l’ozone déjà indiquée. Enfin, nous avons déduit que la vitesse de vent (VV) impacte la distribution des polluants principalement le NO2, le SO2 et les PM10. La température (T) affecte à son tour les admissions hospitalières pour motif cardiovasculaire. / This thesis has a dual purpose; it focused on the one hand on the role of energy in the industrial and economic development of the country and on the other hand on the impact of its use on the environment and health status of individuals. We developed and operated a database on the Sfax region, which has been used for empirical analysis suited to each area of ​​research. The path followed to argue this thesis has led us to establish three chapters.At the first chapter, we particularly appreciated the role of energy in economic development of nations. Following our empirical analysis, two main results are announced, first, the presence of a long-term effect between energy consumption and economic development in the region of Sfax implying its economic dependence on energy. Then the existence of unidirectional causal relationship starting from energy consumption to economic growth. In the second chapter, we are interested in studying the impact of energy consumption on the deterioration of the environment quality. Two points are emphasized, first, a correlation is found between energy consumption and the following pollutants: PM10, SO2 and NO2. Secondly, the presence of tropospheric ozone (O3) in the air is not conditional on the energy consumption but rather to photochemical reactions involving NO2 and oxygen under the influence of solar ultraviolet radiation. Finally, weather factors, especially temperature (T) and relative humidity (RH) affect the dispersion of pollutants and their accumulation around their emission sources. The last chapter is focused on the analysis of the health impact of air pollution. Adapted to the region of Sfax, three main findings are detected. First, cardiovascular diseases are affected by S02 emissions and while respiratory diseases are influenced by emissions of SO2 and O3. Then, a correlation is justified between O3 NO2, confirming the chemical reaction of ozone scavenging already indicated. Finally, we concluded that the wind speed (VV) affects the distribution of pollutants mainly NO2, SO2 and PM10. Temperature (T) in turn affects hospital admissions for cardiovascular reasons.

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