Cette thèse porte sur l'utilisation de champs électriques pour faciliter l'élimination de l'eau coproduite avec le pétrole brut, sous la forme d'émulsions stables, lors des étapes d'extraction et de dessalement. Ce procédé, connu sous le nom d'électrocoalescence, s'appuie sur la capacité qu'ont les forces électrostatiques à promouvoir l'attraction et la coalescence de gouttelettes d'eau proches afin d'en augmenter la taille et ainsi d'en accélérer la sédimentation par gravité. Bien que les premières observations expérimentales datent déjà d'un siècle, de nombreuses zones d'ombres subsistent, notamment en ce qui concerne l'optimisation de l'efficacité des électrocoalesceurs de dernière génération. Dans ce contexte, une démarche, combinant simulation numérique multi-physique et expérimentation, a été mise en place pour étudier les phénomènes de mouvement, de déformation et d'instabilité d'interfaces eau-huile induit par la présence d'un champ électrique. La contribution la plus marquante concerne la modélisation et l'analyse de l'effet des forces électrostatiques sur le mécanisme d'amincissement du film d'huile séparant les gouttes. Les résultats numériques mettent en évidence la singularité du problème et l'inadaptabilité des modèles théoriques de lubrification classiquement adoptés pour représenter la coalescence dans les écoulements diphasiques. Une nouvelle expression asymptotique pour le calcul du temps de drainage entre les gouttelettes de l'émulsion est proposée et utilisée pour déduire un critère prédisant la probabilité d'électrocoalescence lors d'une collision dans un écoulement cisaillé. En parallèle, un dispositif sophistiqué, permettant de reproduire expérimentalement le phénomène et d'améliorer la représentativité du critère, a été construit. Enfin, en réponse à un point bloquant décelé lors de la phase de conception de ce dernier, une technique innovante d'injection à la demande de gouttes conductrices non chargées dans un liquide visqueux isolant, utilisant des impulsions électrostatiques, a été développé. / The present thesis deals with the electrostatically assisted removal of water coproduced with crude oil in the form of stable emulsions during recovery and desalting operations. This process, referred to as electrocoalescence, exploits the ability of electric forces to promote attraction and merging of adjacent water droplets to increase their size and related natural rate of sedimentation under gravity. Still, even one century after the first experimental observations, a lot of gray areas remain, particularly on the optimization of efficiency in state-of-the-art separators. To address this question, an approach combining multi-physics simulation and experiments has been used to investigate the phenomena of motion, deformation and instability of electrically influenced water-oil (droplets) interfaces. The main contribution concerns the modeling and analysis of the mechanism of oil film thinning between droplets approaching under the effect of electrostatic forces. Results from simulations highlight the strong singularity of the present problem and the inadequacy of existing theoretical lubrication models usually employed to represent coalescence events in two phase flows. For the small emulsified droplets, a new asymptotic expression for the drainage time is obtained and allows to deduce a criterion predicting the probability of electrocoalescence resulting from a shear flow induced collision. In parallel, a sophisticated setup, enabling to experimentally investigate the phenomenon and to improve the criterion relevance with regards to the actual processing conditions, has been assembled. At last and as an answer to an otherwise unfulfilled requirement defined in the design of the latter, an innovative actuation technique for the synchronous on-demand injection of two charge free conductive droplets in an insulating viscous liquid, relying on the application of a high electric field pulse, has been implemented.

Depuis les années 60, la mousse présente un grand potentiel pour améliorer le balayage volumétrique par le gaz dans un réservoir pétrolier : des travaux de laboratoire et des essais sur champs montrent l’intérêt technique et économique de ce procédé. En effet, ses caractéristiques uniques, qui résultent de la dispersion du gaz dans un volume de liquide contenant des tensioactifs, en font un bon agent de réduction de mobilité du gaz, et par conséquent, ce qui conduit à la réduction des instabilités visqueuses issues du contraste de mobilité entre le gaz et l'huile en place. Par ailleurs, la mousse atténue les effets préjudiciables des hétérogénéités et de la ségrégation gravitaire sur la récupération, grâce à son comportement différent entres les faciès du réservoir. Dans la pratique industrielle, les simulateurs de réservoir s’attachent à ne modéliser que les effets de la mousse sur les déplacements en régime permanent, sans chercher à prédire son comportement dynamique régi par la génération, destruction et transport des lamelles (films minces) de mousse dans les milieux poreux. Suivant cette approche, la mousse est modélisée comme une réduction de mobilité du gaz, en particulier par le biais des perméabilités relatives, en utilisant des lois d'interpolations de paramètres impactant sa rhéologie, à savoir la vitesse et la qualité de la mousse, la saturation en huile, la concentration en tensioactif et la perméabilité du milieu poreux. Un tel modèle a l’avantage de la simplicité conceptuelle fondée sur l'extension des modèles de Darcy polyphasiques en n’utilisant que les paramètres d'écoulement mesurés au laboratoire, sans y intégrer le nouveau paramètre caractéristique de la mousse qui est la texture (densité des lamelles). Cependant, ces lois empiriques manquent de généralité et doivent être calibrées/ajustées à partir d’essais de laboratoire afin d'assurer la fiabilité des prévisions. Un modèle calibré à partir d’un nombre limité d’expériences comporte un degré d'incertitude et d’indétermination. L’ingénieur de réservoir a néanmoins recours à un tel modèle pour prédire et guider l’exploitation du gisement sur la base de ce procédé. D’où l’objectif principal de cette thèse qui consiste à améliorer le paramétrage des modèles de mousse empiriques via des lois mieux formulées et calibrées afin d’accroitre leur prédictivité. Dans cette thèse, nous avons établi les fondements physiques nécessaires pour valider les modèles empiriques en développant leur équivalence avec les modèles en texture assurée par des relations d’interdépendance entre les paramètres des deux approches. Cette équivalence a été montrée et étudiée en utilisant un modèle à lamelles pré-calibré de la littérature aux mesures de déplacements de mousse en régime permanent. Par ailleurs, ce parallèle avec les modèles en texture nous a permis de mettre au point une nouvelle procédure pour calibrer d'une manière fiable et déterministe les modèles empiriques. Cette procédure a été testée à partir des résultats d'expériences menées à IFPEN traduits en termes de texture en régime permanent. Enfin, nous avons proposé et interprété des lois d'échelle des paramètres du modèle de mousse en fonction de la perméabilité du milieu poreux, en analysant les paramètres des modèles calibrés sur des carottes de différentes perméabilités. L'importance de ces lois a été mise en évidence à travers des simulations sur une coupe de réservoir bi-couche. Les résultats de la simulation indiquent que les prévisions de performance d'un procédé à base de mousse, appliqué à un réservoir hétérogène, nécessitent une bonne connaissance des lois d'échelle des paramètres empiriques avec la perméabilité. / Conventional techniques of oil recovery consist in injecting water and/or gas into the geological formation to force out the oil. These methods may reveal ineffective because of high permeability contrasts, unfavorable mobility ratio between the driving fluid and the oil in place which generally generates viscous fingering, and gravity segregation. In this context, foam has shown a great potential to overcome all these detrimental effects, and thereafter, to improve the volumetric sweep efficiency. Still some key points need to be addressed regarding the predictive calculation of multiphase foam flow in porous media. Methods for modeling foam flow in porous media fall into two categories: population balance (PB) models and (semi)-empirical (SE) models. On the one hand, PB models describe foam lamellas transport in porous media and predict the evolution of foam microstructure as the result of pore-scale mechanisms of lamellas generation and destruction. Within this framework, the modeling of foam effects on gas mobility is directly related to foam texture (lamellas density) along with the effects of other parameters impacting its rheology such as foam quality and velocity, permeability of the porous media, surfactant concentration, etc. On the other hand, SE models are based on the extension of multiphase classical Darcy's model to describe foam flow in porous media, such that the foam texture effects are described indirectly through a multi-parameter interpolation function of parameters measured/observed in laboratory. Such formulation has to be calibrated from foam flow experimental data on a case-by-case basis, which can turn to be a cumbersome task. Furthermore, SE models involve uncertainty because they are not based on mechanistic laws driving lamellas transport in porous media, and their predictive capacity remains low as too few laboratory data are generally available for their calibration. Nonetheless, the reservoir engineer needs a reliable foam model in order to design, assess and optimize foam enhanced oil recovery processes for field application. Accordingly, this thesis aims at providing further insights into the topics related to the parameterization of (semi)-empirical models through better formulated and calibrated laws in order to improve their predictivity. In this work, we have established the physical basis necessary to validate the (semi)-empirical models. Indeed, we developed the equivalence between SE and PB models achieved through relationships between the parameters of these two modeling approaches (industrial and physical). The equivalence has been established and studied using a pre-calibrated PB model of the literature to fit steady-state foam measurements. In addition, this equivalence allowed us to develop a new procedure to calibrate the (semi)-empirical models in a reliable and deterministic way. This procedure was tested and validated using results from IFPEN core-flood experiments by translating them into steady-state texture measurements. Finally, we proposed scaling laws for empirical model parameters with the permeability of the porous media, by analyzing the fitted parameters on cores of different permeabilities. Different interpretations of the scaling laws are herein provided using theoretical models for lamellas stability. Then, their importance has been demonstrated through simulations on a two layer reservoir cross-section. The simulation results indicate that the predictions of foam flow in a heterogeneous reservoir require a good knowledge of the scaling laws of SE model parameters with permeability.

L’Iraq Petroleum Company (IPC) est un consortium britannique formé le 30 mai 1929 et qui prend la suite de la Turkish Petroleum Company qui opérait sur l’ensemble de l’Empire ottoman. Sa mission est de trouver, exploiter et transporter du pétrole brut provenant de ses vastes concessions au profit de ses actionnaires. C’est l’Irak qui se trouve au cœur de l’entreprise pétrolière que les Majors comptent mener au Moyen-Orient, tout au moins à ses débuts. L’IPC exploite à partir de 1925 une concession qui s’étend à l’est du Tigre. En juillet 1938 et en mai 1939, deux de ses filiales, la Basra Petroleum Company (BPC) et la Mosul Petroleum company (MPC), gèrent respectivement les territoires situés au sud et au nord du 33e parallèle. À la veille de la Seconde Guerre mondiale, c’est donc la presque totalité de l’Irak qui est aux mains du consortium britannique pour une durée de 75 ans. Entre 1948, date à laquelle les Majors américaines prennent le contrôle effectif du consortium, et la nationalisation de tous les avoirs de la compagnie en Irak en 1975, l’IPC doit faire face à de profondes mutations, tant en ce qui concerne l’industrie pétrolière que la situation géopolitique du Moyen-Orient. Tandis que le Moyen-Orient devient la première région exportatrice de pétrole au monde grâce aux efforts des Majors, l’affrontement entre le monde arabe et l’État d’Israël exacerbe le nationalisme des pays producteurs de pétrole. De simples pays hôtes percepteurs de redevances, ceux-ci réclament au nom de la souveraineté nationale et de la lutte contre l’impérialisme de contrôler l’action des Majors et de prendre activement part dans l’exploitation de leurs richesses nationales. Ainsi, l’IPC, avec d’autres consortium pétroliers internationaux opérant au Moyen-Orient, se trouve affectée, voire impliquée, dans les choix diplomatiques que les gouvernements occidentaux développent pour prévenir l’instabilité du Moyen-Orient, zone stratégique essentielle pour leur approvisionnement énergétique dans un contexte de guerre froide. / The Iraq Petroleum Company (IPC) is a British company that, in July 1928, succeeded the Turkish Petroleum Company, which held a concession in Iraq. Since its creation, the IPC had been both an emanation of the major Western oil groups and the concrete expression of the oil policy pursued in the Middle East by the major Western powers, the United States, Great Britain and France. It was a petroleum production consortium whose activities were mainly in Iraq. From his creation in 1929 to his nationalization in 1975, IPC associated all of the Western Majors. In 1932 and in 1938, the Mosul Petroleum Company (MPC) and the Basrah Petroleum Company (BPC) rounded out this system in the southern part of Iraq. So, on the eve of World War II, the area of the concessions covered all Iraq.Until the 1970s, the concession system governed relationships between operating companies and producing countries. In those agreements, the producing countries did not control the amounts produced, the level of exports, or prices. But, as of the 1950s, the complex oil system implemented by the Majors was threatened by the de-colonization movement. The Soviet threat and the Israeli-Arab conflicts strengthened this increasing instability. So the battle for freeing the Arab nation incorporated the fight against IPC to return Arab oil to the Arabs. The revolution of 14 July 1958, which overthrew Nouri Saïd’s pro-Western government and brought General Abd el-Karim Kassem to power, intensified a constant political desire for re-appropriation of the Iraqi oil economy in the name of Iraq’s development and national sovereignty.

Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) sont des polluants ubiquistes dont le niveau d’émission est en constante augmentation en raison de l’intensification des activités anthropiques. Ces composés semi-persistants dans l’environnement représentent une menace pour les organismes. La santé et l’équilibre des systèmes naturels sont essentiels au maintien de la vie et au fonctionnement de la société. L’évaluation de l’impact de ces composés est alors devenue un véritable enjeu sociétal, établissant ainsi des mesures européennes législatives (Directive Cadre sur l’Eau) et réglementaires (REACH, enregistrement, évaluation, autorisation et restriction de produits chimiques) pour une meilleure gestion des risques (éco)toxicologiques. Dans ce contexte, de nombreux biotests ont vu le jour afin d’évaluer la dangerosité des substances chimiques (ou de leurs mélanges), la qualité du milieu environnant et de comprendre les mécanismes d’action toxique sur les organismes. L’objectif de cette étude était alors de définir les risques (éco)toxicologiques liés à des expositions par les HAP à travers des tests embryo-larvaires de poisson, utilisant un modèle éprouvé, le poisson zèbre Danio rerio. Afin d’évaluer le transfert, le devenir et les effets toxiques de HAP, deux approches complémentaires (chimique et biologique) ont été utilisées. Les réponses biologiques induites ont été évaluées à différents niveaux d’intégration biologique, des réponses moléculaires (stress oxydatif, dommages à l’ADN, EROD) aux modifications comportementales (Réponse PhotoMotrice), en passant par des altérations morphologiques et physiologiques (rythme cardiaque). Parmi les trois voies de contamination utilisées, l’exposition par contact avec le sédiment ne s’est pas révélée appropriée pour l’évaluation de la toxicité de HAP, contrairement aux expositions par voie aqueuse à partir de fractions hydrosolubles de produits pétroliers, qui sont plus reproductibles, intégratives et révélatrices des effets toxiques à plusieurs échelles. Suite à ces expérimentations, le champ d’observation des effets induits devrait être élargi au-delà des temps normalisés par l’Organisation de Coopération et de Développement Économique afin de ne pas sous-estimer le caractère létal du ou des composé(s) exposés. De plus, notre étude multigénérationnelle a mis en évidence des perturbations physiologiques et comportementales chez la première génération de descendance issue de parents contaminés par voie trophique à trois extraits aromatiques d’origine pyrolytique et pétrogénique (lourd et léger). Bien que le transfert de la contamination n’a pas été révélé, les altérations observées (probablement dues à des modifications génétiques et épigénétiques) chez les stades précoces de poisson zèbre, pourraient avoir des conséquences néfastes sur la survie et le recrutement des populations. Les études multigénérationnelles constituent ainsi des approches intégrées pour l’évaluation de la toxicité des composés exposés et permettent de renforcer le caractère prédictif des effets. Ces études écotoxicologiques devraient être largement déployées afin d’évaluer le potentiel qu’une population exposée a pour se maintenir dans le futur. / PAHs are ubiquitous widespread contaminants which emissions are overgrowing with increasing anthropogenic activities. These semi-persistent chemicals are threatening organisms in the environment. Ecosystems health and resilience are essential to life and societal functioning. Impact assessment of these chemicals is a real requirement for society thereby establishing the european legislative (DCE, Water Framework Directive) and regulations (REACH, Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals) for better (eco)toxicological risk management. In this context, many bioassays have been developed to assess environmental quality, the toxicity of chemicals (including mixture) on organisms and its underlying mechanisms. This study aimed to identify (eco)toxicological risks in the context of fish embryo-larval assay, using a relevant and well-known model : the zebrafish Danio rerio. Two complementary approaches (chemical and biological) were used to assess transfer, fate and toxicity of PAHs. Induced-responses were evaluated at different levels of biological organization, from molecular (oxidative stress, DNA damage, EROD) to physiological (cardiac activity), behavioral (PhotoMotor Response) and morphological levels. Among the three exposure routes tested, the sediment contact exposure was not suitable for PAHs toxicity assessment. In contrast, exposures to water-accommodated fractions (WAF) of petroleum products represented a more reproducible, sensitive and integrative approach for testing multiscale toxic effects. Following these experiments, the observation scope of induced effects should be broadened beyond the standard duration recommended by the Organization for Economic Cooperation and Development in order not to underestimate the acute effect of the tested-compounds. Furthermore, our multigenerational study showed physiological and behavioral disturbances on the first generation of offspring providing from parents exposed to contaminated-food with three aromatic extracts pyrolytic and petrogenic origin (heavy and light). Although the contamination transfer of PAHs has not been revealed, the observed alterations (probably due to a transfer through genetic and epigenetic modifications) in the early stages of zebrafish could have adverse effects on survival and recruitment populations. Multigenerational studies prove to be an integrated approach for the toxicity assessment of chemicals and strengthen the predictive effects. These ecotoxicological studies should be widely undertaken to evaluate the potential for exposed-population to maintain in the future time.

Lors de catastrophes pétrolières, l’utilisation de dispersant est une stratégie de lutte qui permet le transfert de la nappe de pétrole de la surface vers la colonne d’eau, sous forme de gouttelettes d’hydrocarbure. En milieu côtier, la dispersion d’une nappe de pétrole est une mesure controversée car la faible profondeur de la colonne d’eau ne permet pas une dissémination rapide des gouttelettes d’hydrocarbure et expose ainsi les écosystèmes aquatiques à de fortes concentrations de contaminant. Afin d’évaluer la toxicité de l’application de dispersant en zones côtières, une approche expérimentale a été menée chez des juvéniles de Liza sp. en considérant trois scenarii : (i) la dispersion mécanique de la nappe simulant une dispersion naturelle due aux conditions météorologiques ; (ii) la dispersion chimique de la nappe simulant l’application de dispersant ; (iii) l’absence de dispersion de la nappe simulant son confinement avant récupération. La toxicité de chaque condition a été évaluée au travers d’une mesure de la mortalité sur un groupe d’individu, par l’estimation des performances de nage et de la capacité métabolique au niveau de l’organisme, et par une approche multimarqueur au niveau de l’organe.La comparaison entre une nappe de pétrole non dispersée et une nappe de pétrole dispersée chimiquement montre que l’application de dispersant entraine une augmentation des phénomènes de mortalité et une diminution, au niveau hépatique et branchial, des capacités de défense contre les xénobiotiques. A l’inverse, la comparaison entre une nappe de pétrole dispersée mécaniquement et chimiquement montre que, lorsque l’agitation de la mer est importante, l’application de dispersant ne semble pas potentialiser la toxicité du pétrole.Ces résultats suggèrent que (i) la récupération de la nappe de pétrole devrait être considérée comme une technique de lutte prioritaire sur l’utilisation de dispersant ; (ii) l’application de dispersant pourrait être considérée lors de conditions météorologique appropriées. / Dispersant application is an oil spill response technique which accelerates the dispersion of petroleum from the sea surface into the water column by inducing the formation of oil droplets. In coastal areas this response technique is controversial since the low water depth reduces the dissemination of oil droplets and by the way increases the exposure of aquatic ecosystems to petroleum. To evaluate the toxicity of dispersant application in nearshore areas, an experimental approach was conducted. Juvenile of Liza sp. were exposed to three scenarios of contamination: (i) to chemically dispersed oil - simulating, in vivo, dispersant application ; (ii) to mechanically dispersed oil - simulating, in vivo, natural dispersion due to meteorological conditions ; (iii) to an undispersed oil slick simulating, in vivo, oil slick confinement as a response technique. Toxicity of each condition of exposure was evaluated through the mortality upon a group of individuals, through the swimming performance and the metabolic scope at the organism level, and through the measurement of biomarkers at the organ level.Comparison between an undispersed oil slick and a chemically dispersed oil slick shows that dispersant application induces an increase of the mortality and decreases the ability of the animal to cope with environmental contaminants (deduced from gill and liver total glutathione rate). Conversely, comparison between both a mechanically and a chemically dispersed oil slick, suggests that, when sea water is under mixing processes, dispersant application does not enhance petroleum toxicity. Taken together these results suggest that (i) an oil slick must not be dispersed when recovery can be conducted; (ii) dispersant application could be considered as a response technique when meteorological conditions are appropriated.

Ce travail de doctorat s’inscrit dans le cadre de la recherche fondamentale inhérente à la réaction catalytique d’hydrogénation du CO, qui permet de produire du pétrole de synthèse à partir des autres ressources fossiles disponibles à l’état naturel (gaz naturel et charbon).<p>Les objectifs de ce travail s’articulent autour de deux méthodes originales, respectivement de préparation et de caractérisation des catalyseurs. La première permet la formation in situ de catalyseurs par voie oxalique, alors que la seconde est une méthode de cinétique transitoire chimique appliquée à la réaction CO + H2.<p><p>Dans un premier temps, la préparation de catalyseurs « modèles » de cobalt et de nickel a été réalisée en faisant intervenir un oxalate comme précurseur à la formation in situ du catalyseur. L’étude de cette méthode de préparation par « voie oxalique » nous a tout d’abord permis de discuter du mécanisme de formation de l’oxalate, que nous envisageons comme une polymérisation faisant intervenir des ligands oxalate tétradentates établissant des ponts entre les atomes métalliques.<p>La décomposition thermique de l’oxalate de cobalt a été étudiée dans un second temps. Nous nous somme penchés en particulier sur l’influence de l’atmosphère de la décomposition sur la nature du catalyseur obtenu in fine. Utiliser l’hydrogène comme gaz réducteur permet d’obtenir des catalyseurs purement métalliques développant une surface spécifique intéressante.<p><p>Ces catalyseurs ont été utilisés pour les études cinétiques transitoires chimiques de la réaction CO + H2. Les phénomènes transitoires observés ont permis de corréler les hypothèses formulées pour l’élaboration d’un mécanisme original initialement proposé par A. Frennet. En particulier, la dépendance des vitesses réactionnelles aux pressions partielles de CO et d’hydrogène permet d’envisager un mécanisme d’allongement de chaîne basé sur la réactivité d’un intermédiaire réactionnel avec les réactifs en phase gazeuse. Au vu des recouvrements de surface sous conditions réactionnelles ainsi que des phénomènes transitoires observés, cet intermédiaire est constitué de plusieurs atomes (carbone, oxygène et hydrogène), et est à l’origine de la formation des produits de la réaction (CH4 et alcanes à plus longues chaînes), dont la désorption en phase gazeuse suit un processus en deux étapes lors duquel l’influence de l’hydrogène est primordiale.<p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les besoins en pétrole ont généré des dépendances et des fragilités, autant au niveau des pays consommateurs, que producteurs. Cette ressource a un rôle stratégique dans notre société, notamment dans le transport. Les NOCs (compagnies nationales pétrolières) en sont des acteurs centraux, qui poursuivent leurs objectifs, mais aussi des intérêts de l’Etat. Les pays dits BRIC (Brésil, Russie, Inde et Chine) sont des économies avec une influence significative sur le marché de l’énergie. Nous analysons deux comportements des NOCs pour améliorer la sécurité énergétique nationale : l’intégration verticale pour les pays consommateurs (Inde et Chine) et l’exploration réalisée par les coentreprises en partenariat avec les IOCs (compagnies privées) pour les producteurs (Brésil et Russie). Nous utilisons des méthodes économétriques et le calcul de rentabilité d’un projet d’exploration. Nous estimons le coût d’opportunité lié à un retard de la production. Le sujet est pertinent, dans un contexte d’instabilité politique de certains producteurs de pétrole et un prix du brut faible depuis la moitié de l’année 2014, obligeant les compagnies à revoir leurs stratégies. / Oil needs have generated dependencies and fragilities for producing and consuming countries. This resource plays a strategic role in our modern society. NOCs (National Oil Companies) are main actors pursuing, in addition to their objectives, State’s interest. BRIC (Brazil, Russia, India and China) are economies with a significant influence on the energy market. In this research, we analyze two NOCs’ behaviors to improve national energy security: vertical integration for the consuming countries (India and China) and joint-ventures with IOCs (private companies) in exploration for the producing countries (Brazil and Russia). We use econometric methods and the profitability calculation in an exploration project. We calculate the opportunity cost related to a production delay. The subject is particularly relevant, in a context of political instability of certain oil producing areas and also with a low crude price since mid-2014, forcing oil companies to review their strategies.

L'appel croissant à la mise en œuvre d'une politique climatique ambitieuse et globale devrait détério-rer les perspectives économiques des pays dépendants du pétrole. Cette thèse étudie les impacts économiques de cette transition bas-carbone ainsi que les stratégies d'atténuation possibles pour le premier exportateur de pétrole: le Royaume d'Arabie Saoudite (AS). Nous proposons une applica-tion utilisant un modèle intégré économie-énergie-environnement qui prend en compte les spécifici-tés de l’économie saoudienne comme l’ancrage de son taux de change ou encore les prix d’énergies administrés.Premièrement, en utilisant une représentation agrégée de l’économie saoudienne, nous montrons qu’un prix du pétrole plus faible résultant de la transition bas-carbone mondiale résulte en un taux de croissance marginalement bas, des excédents commerciaux significativement réduits et à un chô-mage plus élevé. Nous analysons la portée des outils dont dispose l’AS pour atténuer les impacts des politiques climatiques sur son économie. Nous estimons que l'alignement des prix de l'énergie saou-diens sur les références internationales ainsi que l’augmentation des gains d'efficacité énergétique fournissent à l’AS des sources de revenus supplémentaires. Ce cadre de modélisation permet de tes-ter des scénarios prospectifs tout en contrôlant leurs spécifications macroéconomiques.Ensuite, nous mettons en perspective ces spécifications dans un cadre multisectoriel afin d'étudier les stratégies de diversification émanant des contributions prévues déterminées au niveau national (INDC) ainsi que son programme stratégique Vision 2030. Nous concluons que la diversification économique dans les secteurs à faible intensité énergétique (industrie manufacturière, tourisme et services financiers) en augmentant les exportations et la substitution des importations, en plus de réformer l'impôt sur les sociétés offre une perspective positive par rapport à une expansion continue des industries à forte intensité énergétique (minéraux, pétrochimie et ciment). En effet, nous mon-trons que la diversification dans les secteurs à faible intensité énergétique génère une croissance plus forte et un chômage plus faible. En outre, dans le cadre de ce scénario de diversification écono-mique, l’AS dépasse ses engagements climatiques en termes de réduction des émissions de CO2. Néanmoins, l’expansion des secteurs à forte intensité énergétique résulte en une meilleure perspec-tive de la dette publique puisque le gouvernement tire des revenus plus élevés de ses participations dans les industries lourdes. Enfin, nous concluons que dans nos deux scénarios, l’AS n’atteint que partiellement ses ambitions de transition vers une économie moins dépendante du pétrole dans le cadre du programme Vision 2030, ce qui suggère que de nouvelles réformes doivent être envisagées.Cette thèse contribue à la littérature sur l’implémentation d’une politique climatique et ses consé-quences économiques pour les pays exportateurs pétrole. Notre travail fournit des estimations sur les réformes économiques à entreprendre comme stratégies d'atténuation et pourrait donc être adapté pour couvrir d'autres pays et sources d’énergie. / The increasing call for implementing a global and ambitious climate policy is expected to deteriorate economic outlook of oil-dependent countries. Our research work investigates the impact of this global low-carbon transition and the potential mitigation strategies for the largest oil exporter: The Kingdom of Saudi Arabia (KSA). We propose an application using an integrated economy-energy-environment modelling framework taking into account salient features of the Saudi economy such as the currency peg and the regulated domestic energy prices.First, using an aggregated representation of the KSA economy, we show that a weaker oil price re-sulting from the global low-carbon transition is associated with a marginally lower growth, large trade surplus accumulation loss, and higher unemployment for the KSA. We analyse what scope the KSA has to mitigate climate policy impacts. We reveal that aligning domestic energy prices with international references and achieving energy efficiency gains increases economic efficiency while improving public budget prospects. This modelling framework allows to investigate scenarios while controlling the modelling macroeconomic specifications.We refine these outlooks in a mulstisector framework that further allows investigating diversifica-tion opportunities within the Saudi Intended Nationally Determined Contribution (INDC) and its Vision 2030 program. We conclude that economic diversification into non energy-intensive sectors (manufacture, tourism, and financial services) through increasing exports and import substitution, in addition to targeting fiscal adjustments of the corporate tax, provide a positive outlook compared with a continuous expansion of energy-intensive activities (minerals, petrochemical, and cement). Indeed, we show that diversification in non-energy intensive sector generates higher growth, and lower unemployment. In addition, under our designed economic diversification plan, the KSA ex-ceeds its climate pledges in terms of targeted CO2 abatement. Nevertheless, the continuous expan-sion of energy-intensive industries is associated with a better outlook for the public debt since the government derives higher revenues from its participation in energy-intensive industries. Finally, we conclude that in our two scenarios, the KSA only partially succeeds in its transition toward a less oil-dependent economy as part of the Vision 2030 program, suggesting that further reforms are to be considered.This thesis contributes to the literature on climate policy implementation and associated economic consequences for fossil-fuel exporters. It provides insights on economic reforms as mitigation strate-gies and could be thus adapted to cover additional countries and fuels.

Mesurer l'impact des déterminants de la demande en essence et vérifier la stabilité des paramètres au fil du temps au Canada sont les buts principaux de ce mémoire. À l'aide des approches de type forme réduite et de la cointégration, trois modèles sont estimés afin d'évaluer la sensibilité des consommateurs face à un changement du prix ou du revenu dans leur demande. La base de données se compose de données trimestrielles agrégées pour la période allant de 1970 à 2009. Les résultats obtenus sont comparables à ceux d'études réalisées aux États-Unis. Les élasticités-prix et revenu du modèle statique sont -0.450 et 0.428 respectivement pour la période 1970-1989. Pour 1990-2009, la réactivité de la demande par rapport aux prix a chuté à -0.085 alors que c'est stable par rapport au revenu à 0

"En l'absence de Convention multilatérale adoptée par la Communauté internationale régissant le domaine de l'exploration et l'exploitation des ressources naturelles, cette thèse de doctorat contribue à identifier un nouvel encadrement juridique substantif et processuel international ayant une valeur stabilisatrice des investissements pétroliers et miniers transnationaux. En effet, le contrôle de l'exploitation des ressources naturelles a été de tout temps une préoccupation pour les États. Dans les années 60, il a fait l'objet des tensions entre pays du Nord et du Sud en prévision d'un Nouvel Ordre Économique Mondial. Ces tensions ont connu une issue avec l'adoption à l'ONU de certains instruments et résolutions qui plaçaient le domaine des ressources naturelles sous la souveraineté de chaque État. Le régime de stabilisation des contrats d'investissement pétroliers et miniers procédait alors par des garanties de protection gouvernementales, toutefois fréquemment remises en cause par les États en cas de nécessité. Ainsi, advenant un conflit, la protection des droits des compagnies extractives étrangères n'était recherchée qu'auprès des tribunaux de l'État partie au contrat, à défaut de recourir à la protection diplomatique qu'offre leur État de nationalité. Face aux risques politiques, les juristes internationalistes ont proposé un régime fondé sur des techniques contractuelles de stabilisation, de gel et d'intangibilité par lesquelles les États hôtes renoncent à l'exercice de leurs prérogatives souveraines. Ces dernières années, ce régime traditionnel a subi de profondes mutations attribuées notamment au passage du contrat de concession au contrat de partage de production ainsi qu'à la multiplication des traités de couverture des investissements dans un contexte géopolitique grâce à l'entrée en jeu des pays émergents comme la Chine, l'Inde, l'Afrique du sud et le Brésil. Face à ces mutations, le débat juridique sur la stabilisation s'est reposé en termes d'enjeux nouveaux qui justifient de vérifier en droit, l'hypothèse de l'émergence d'un nouvel encadrement du droit public international positif et procédural des investissements pétroliers et miniers transnationaux. L'étude de cette hypothèse adopte les modes contractuel et extracontractuel comme structure des deux parties de notre thèse à partir desquelles s'articulent les régimes classique et nouveau de stabilisation. La première partie, envisage la stabilisation par l'élection du droit international public au titre de lex contractus qui s'applique par référence ou par rattachement et par l'arbitrage conventionnel suivant lequel, la validité de l'engagement donnée par les pays fournisseurs dans le contrat participe à la levée de leurs prérogatives souveraines tenant à l'immunité de juridiction et d'exécution. La seconde, cherche à mettre en évidence l'émergence d'un nouvel encadrement de stabilisation des investissements pétroliers et miniers à l'abri de la protection diplomatique, au sein duquel participe un double corpus international. Un corps de règles substantives de traitement et de protection dont l'application pourrait garantir une stabilisation efficace. Un autre corps de règles régissant la procédure internationale de résolution des litiges pétroliers et miniers transnationaux statuant sur la distribution des compétences domestiques et dénationalisées. Dans ce cadre, les compagnies d'énergie et leurs actionnaires acquièrent une capacité processuelle dans l'ordre international. Il envisage enfin, l'application du principe d'exclusivité des recours dénationalisés comme solution au conflit de juridictions et de décisions."