La transition vers les énergies renouvelables implique deux types de préoccupations environnementales. Les combustibles fossiles sont épuisables et leur utilisation génère des externalités négatives à travers des dommages environnementaux irréversibles. En outre, il existe des possibilités de synergies entre les mesures d'efficacité énergétique et l’adoption de l'énergie renouvelable dans la mesure où les premières réduisent la demande d'énergie de sorte que la dernière puisse commencer à réduire les émissions futures de gaz à effet de serre. L'objectif principal de cette thèse est d'analyser la transition énergétique optimale dans un contexte de survenance certaine et incertaine d'une catastrophe environnementale et de déterminer les instruments incitatifs au niveau des ménages en vue de stimuler la transition énergétique.La thèse est composée de quatre chapitres qui traitent indépendamment des différentes questions de la transition énergétique. Le premier chapitre met l'accent sur la transition énergétique optimale impliquant des décisions à la fois sur l'adoption de l'énergie renouvelable et de l'investissement dans les technologies d'économie d'énergie, quand il y a un seuil de pollution certain qui déclenche une catastrophe environnementale. Le deuxième chapitre étudie la transition optimale vers les énergies renouvelables quand la survenance de la catastrophe environnementale est incertaine. Le troisième chapitre cherche à comprendre le comportement des ménages par rapport à leurs décisions d'adopter simultanément les énergies renouvelables et à investir dans l'efficacité énergétique. Finalement, le quatrième chapitre examine le rôle des réseaux intelligents dans l'intégration de l'énergie renouvelable intermittente afin de faciliter la transition énergétique. / The transition to renewable energy involves two kinds of environmental concerns. First, fossil fuels are exhaustible and second, their use generates negative externalities through irreversible environmental damage. Furthermore, there are possible synergies between energy efficiency measures and renewable energy adoption in the sense that the former reduces the energy demand so that the latter can begin to cut future greenhouse gases emissions. The main objective of this dissertation is to analyze the optimal energy transition under certain and uncertain occurrence of environmental catastrophe and to determine incentive-based instruments at the household level in order to boost the energy transition. The dissertation consists of four chapters that independently present and discuss different issues of energy transition. The first chapter focuses on the optimal energy transition involving decisions about both renewable energy adoption and investment in energy saving technologies, when there is a certain pollution threshold that triggers the occurrence of environmental catastrophe. The second chapter investigates the optimal transition to renewable energy under uncertain occurrence of environmental catastrophe. The third chapter is devoted to understanding household behavior regarding energy transition. The fourth chapter explores the role of smart-grids in integrating intermittent renewable energy to facilitate the energy transition