Le travail présenté dans cette thèse a été motivé par des problématiques posées par l'évaluation de contrats échangés sur le marché du gaz: les contrats de stockage et d'approvisionnement en gaz. Ceux-ci incorporent de l'optionalité et des contraintes, ce qui rend leur évaluation difficile dans un contexte de prix de matières premières aléatoires. L'évaluation de ces contrats mène à des problèmes de contrôle stochastique complexes: switching optimal ou contrôle impulsionnel et contrôle stochastique en grande dimension. La première partie de cette thèse est une revue relativement exhaustive de la littérature, mettant en perspective les différentes approches d'évaluation existantes. Dans une deuxième partie, nous considérons une méthode numérique de résolution de problèmes de contrôle impulsionnel basée sur leur représentation comme solution d'EDSRs à sauts contraints. Nous proposons une approximation à temps discret utilisant une pénalisation pour traiter la contrainte et donnons un taux de convergence de l'erreur introduite. Combinée avec des techniques Monte Carlo, cette méthode a été testée numériquement sur trois problèmes: gestion optimale de biomasse, évaluation d'options Swing et de contrats de stockage gaz. Dans une troisième partie, nous proposons une méthode pour l'évaluation d'options dont le payoff dépend de moyennes mobiles de prix sous-jacents. Elle utilise sur une approximation à dimension finie de la dynamique des processus de moyenne mobile, basée sur un développement en série de Laguerre tronquée. Les résultats numériques fournis incluent des exemples de contrats Swing gaziers à prix d'exercice indexés sur moyennes mobiles de prix pétroliers.

La thèse discute des conséquences des changements majeurs du modèle de la demande de gaz décrits précédemment. L´exigence de flexibilité à court terme a été l´une des principales caractéristiques de la demande de gaz pour la production d´électricité. Ainsi, la capacité de l´industrie du gaz à fournir des services flexibles à court terme a été valorisée par le biais du marché de l´électricité. Cela signifie une augmentation de la valeur économique des services permettant d´adopter une position attentiste vis-à-vis de la consommation avant toute prise de décision. Différents secteurs de l´industrie du gaz ont été affectés par les variations de la demande, c´est le cas de la production des champs de gaz, du stockage et des mécanismes d´importation du gaz qui ont été incités à la flexibilité. L´introduction des outils de flexibilité, qu’impliquent les variations de la demande, dépend directement des services de réseau. Par conséquent la concrétisation de la valeur économique de la flexibilité de l´industrie gazière dépend des services de réseau.Le réseau de transports de gaz est un élément-clé de l´industrie gazière portant sur deux types de flexibilités physiques: la mobilité et l´aptitude au stockage. Les propriétés physiques du gaz naturel permettent la flexibilité par la gestion des différentiels de pression. Les différentiels de pression contrôlent les mouvements de gaz. Le réseau est de loin le principal mécanisme de transport de gaz et donc un élément majeur de la filière du gaz permettant le commerce de cette matière première. Cependant, le réseau peut aussi être l´une des parties les plus couteuses de l´industrie gazière et, une fois les investissements réalisés ils ne sont ni remboursables, ni récupérables par un autre moyen car ils n'ont pas d’autres utilisations, ce sont les coûts irrécupérables. Malgré cela, la spécificité de le utilisation des actifs des réseaux évolue au cours du développement du réseau.L´intervention des réseaux de transport dans la prestation de services de flexibilité du gaz est une condition obligatoire de la flexibilité du système gazier. Premièrement parce que les services de réseau sont complémentaires de tout autre instrument de flexibilité tels que le stockage souterrain, les infrastructures GNL et le commerce de gaz. Deuxièmement, parce que les services du réseau de transport gazier, tel le que stock en conduite, peuvent également être compétitifs vis à vis d´autres instruments de flexibilité dégroupé.Par conséquent, la régulation du réseau doit prendre en compte l´impact à court et à long terme des règles d´incitation. Compte tenu du fait que le développement du réseau dépend des exigences de flux prévisibles, des variations importantes de la demande de gaz et les changements de flux qui en découlent auront un impact sur l´activité d´exploitation des réseaux gaziers. D´un côté le développement du réseau dépend de la prévision des besoins de flux, et de l´autre, la flexibilité des infrastructures du réseau conditionne nécessairement celle de l´utilisation. Par conséquent, les variations de la demande, responsable de l´accroissement des exigences de flexibilité ainsi que des variations des flux de gaz qui en découlent doivent avoir un impact sur l´exploitation du réseau de gaz et sur l´incitation aux investissements d’infrastructure. / This thesis discusses the consequences of the major changes in gas demand patterns. The requirement of short term flexibility has been one of the main features of electricity generation gas demand. As consequence, the capacity of gas industry to provide short term flexibility services has been valorized through electricity market. It means an increasing economic value to services allowing waiting and seeing before consumption decision. Different parts of the gas industry was impacted by the changes on demand, for instance gas fields productions, storage and gas importation mechanisms were incited to offer flexible provisions. The introduction of tools to provide flexibility required by demand depends on network services. It means the realization of the flexibility value of gas industry depends on gas network services. The gas transport network is the key part of gas industry, and it may provide two kinds of gas physical flexibility: mobility and storability. The physical properties of natural gas allow flexibility by means of pressure differential management. The change on pressures may compress natural gas and the pressures differences drive gas motions. The network has been, by far, the main mechanism to carry gas, thus an essential part of the gas industry chain to allow commodity trade. Network, however, may be one of the most expensive parts of gas industry, and, after the investment done, it becomes sunk costs. But the specificity of networks assets changes in the course of network development. The use of transport network in the provision of gas flexibility services is a necessary condition to provide flexibility in the gas system. First, because network services are complementary of any other flexibility tool, as underground storage, LNG infrastructures and gas trade. Second, because gas transport network services, as line-pack storage, may also be competitive to the others unbundled flexibility tools. Therefore, network regulation needs to take into account the short and the long term impact of the rules incentives. Given that network development depends on expected flow requirements, strong change on gas demand and the consequent changes on gas flows must impact gas network operation. On the one hand, network development depends on expected flow requirements, and on the other, provisions of flexibility depend necessarily on the flexible use of network infrastructures. Hence, changes on gas demand increasing flexibility requirements and the consequent changes on gas flow must impact gas network operation and must impact the incentive on infrastructures investment.

La joint-venture est une technique juridique étroitement liée au secteur amont de l’industrie pétro-gazière internationale. Pratiquement, elle correspond dans ce domaine à des architectures contractuelles très diversifiées basées sur des ingénieries juridiques différentes. Depuis sa création dans l’industrie pétro-gazière américaine, la technique de la joint-venture, par sa grande adaptabilité congénitale, a généré différentes versions servant les relations juridiques entre les acteurs internationaux dans ce domaine. La structure juridique de chacune de ses variantes a une particularité qui lui est propre. Elle est formée selon les stratégies, les objectifs, les besoins, les expériences, les limites techniques et les moyens financiers et managériaux des participants. Dans ce contexte, l’étude sur le rôle de cette technique dans les relations juridiques entre deux principaux acteurs pétro-gaziers dans la seconde moitié du 20ème siècle est très importante. En effet, dès son entrée dans les relations juridiques entre les pays producteurs de pétrole et de gaz naturel et les sociétés pétro-gazières internationales, la technique de « joint-venture participation » est progressivement devenue la stratégie principale du secteur amont de l’industrie pétro-gazière des pays producteurs. En d'autres termes, quel que soit la structure contractuelle principale de l’État-hôte au secteur amont du pétrole et du gaz, lorsque lui, ou l’un de ses membres, participe conjointement,avec une société pétro-gazière internationale, à des projets d’exploration et de développement, le recours à la technique juridique de la joint-venture est indispensable.L’impact de telle participation sur la joint-venture est considérable. La présence d’un participant doté de prérogatives de la puissance publique au sein d’une joint-venture pétrogazière affecte l’équilibre paritaire entre les participants, et en conséquence influence sa structure juridique, son processus de formation et son fonctionnement. / The joint venture is a legal technic closely related to the international upstream oil and gasindustry. Practically, it corresponds to very diversified contractual architectures based ondifferent legal engineering. Since its creation in the USA oil and gas industry, the technic ofjoint venture with its great congenital adaptability has generated various versions assistingthe legal relationship of international players in this field. Legal structure of each of itsvariants has its particularities formed according to the strategies, objectives, needs,experiences, means and technical, financial and managerial limits surrounded participants. Inthis context, the study of the role of this technic in the contractual framework between twooil and gas main players in the second half of the 20th century is very important. Indeed, uponit enters in the legal relationship between oil and gas producers countries and international oiland gas companies, the technic of "participating joint venture" has gradually become a keystrategy of producers countries in their upstream oil and gas sector. In other words,regardless of the principal contractual structure of the host-state in upstream oil and gassector, where it or its dismemberment participates with an international oil and gas companyin exploration and development projects, the use of legal technic of the joint venture isindispensable. The impact of such participation on the joint venture is considerable. Thepresence of a participant with public powers within a petroleum joint venture affect the paritybalance among participants and therefore influence its legal structure, and the process of itsformation and its functioning.