Économie de l’environnement

Économie de l’environnement

Prof. Philippe Polomé, Université Lyon 2

RISE / IMRIE – 2015-2016

La question générale

I Pour un certain bien (p.e. de l’eau propre)

I Combien faudrait-il en produire ?

I Qui devrait la produire et la consommer ?

I Quelle est la “bonne” quantité (de contrôle) de la pollution ?

I Comment doit-on assigner la responsabilité de réduire la pollution ?

I Faut-il autoriser la pollution ?

I Quelle surface devrait être protégée ?

I Une réponse “traditionnelle” : regarder ce quele marché pourrait faire

I Quelles sont les alternatives au marché ? Comment les comparer ?

Approche

I Le point de référence traditionnel en économie est le marché

I Il aide à comprendre l’efficience

I Aulne à laquelle sont jugées les politiques économiques et environnementales

I Entre autres critères

I Il est généralement défaillantpour les questions environnementales

I Plusieurs solutions existent

I Les instruments de politiques économiques

I Aucune solution ne fonctionne vraiment

I Ce cheminement sera notre approche

Ch. 1. Bien être et Efficience

Expérience & notions Efficience

Théorèmes du bien-être Défaillances du Marché

Instructions

I Nous allons créer un marché dans lequel vous serez vendeurs et acheteurs.

I Je donnerai à chaque acheteur et vendeur une carte à jouer numérotée.

Certaines cartes ont été retirées et toutes les cartes restantes portent un chiffre.

I Tenez votre carte de sorte à ce que les autres ne puissent pas voir le chiffre qu’elle porte.

I Les cartes des acheteurs : rouges (~}), celles des vendeurs : noires (|).

I Chaque carte représente une “unité” d’une commodité indéfinie qui peut être achetée par les acheteurs ou vendue par les vendeurs.

L’échange

I Les acheteurs et les vendeurs se retrouvent devant et négocient durant 3 minutes. Le temps est chronométré ! Les prix négociés doivent être des multiples de 50 cents.

I Lorsqu’un acheteur et un vendeur s’accordent sur un prix, ils viennent enregistrer la transaction auprès de moi, me rendent leurs cartes, inscrivent le prix au tableau, retournent s’assoir, notent leurs gains et attendent que la période d’échange s’achèvent.

I Il y aura plusieurs périodes de marché. Tout le monde ne fera pas nécessairement échange à chaque période : ne vous découragez pas !

I Vous pouvez chacun vendre une seule unité du bien pendant une période d’échange.

I Le chiffre sur votre carte est le coût en Ecu qui vous incombe si vous faites la vente. Vous ne pouvez pas vendre à un prix < chiffre sur votre carte.

I Gain = prix que vous négociez chiffre sur votre carte (votre coût de la vente).

I Imaginez que vous pouvez acheter une voiture d’occasion au coût figurant sur votre carte ; si vous négociez un prix > ce coût, vous faites un bénéfice.

I Si vous ne vendez rien, vous ne gagnez rien : aucun coût pour cette période.

I Ex. carte = 2 de|et vous négociez un prix de 3.50 Ecu. Alors, vous gagnez : 3.50 - 2 = 1.50 Ecu.

Acheteurs (rouge~})

I Vous pouvez acheter une seule unité du bien pendant une période d’échange.

I Le chiffre sur votre carte est la valeur en Ecu que vous recevez si vous faites un achat. Vous ne pouvez pas acheter à un prix > le chiffre sur votre carte.

I Gain = chiffre sur votre carte prix négocié

I Imaginez que vous pouvez vendre une voiture d’occasion à une valeur figurant sur votre carte ; si vous négociez un prix < cette valeur, vous faites un bénéfice.

I Si vous ne faites pas d’achat, vous ne gagnez rien cette période.

I Ex. carte = 9 de}et prix d’achat négocié de 4 Ecu. Gain : 9 - 4 = 5 Ecu.

Notez vos gains à la fin de chaque période d’échange sur une feuille de papier, avec le prix négocié et votre valeur (rouge~}) ou votre coût (noir|). Nous verrons à la fin qui a gagné le plus.

Taxe :

I Le gouvernement décide d’imposer une taxe de 2 Ecu par unité vendue, qui doit être payée par les vendeurs (noir|).

I Un vendeur qui ne vend rien ne paie pas de taxe.

I Donc, une taxe est comme une augmentation de coût de 2 Ecu.

I Lorsque une vente est enregistrée, je me charge de vérifier que le prix est bien 2 au-dessus du prix figurant sur la carte du vendeur.

I Pour les vendeurs, leur coût est effectivement 2 Ecu de plus que le chiffre sur la carte, c’est-à-dire si votre carte est un 3 de|et que vous négociez un prix de 6 Ecu. Alors, vous gagnez : 6 - 3 (coût) - 2 (taxe) = 1 Ecu.

Discussion : Résultats

I Découvrir les valeurs des acheteurs et les coûts des vendeurs

I Pour 24 joueurs (2 x 12)

I Vendeurs 2 2 3 3 4 4 5 5 6 7 7 8

I Acheteurs 10 10 9 9 8 8 7 7 6 5 5 4

I Symmétrique

I Séries de prix : Tableur

Discussion : Prix

I Qui serait disposé àéchanger plus à un prix de 4 Ecu ?

I Les vendeurs ou les acheteurs ?

I Cette pression supplémentaire des acheteurs tendrait-elle à faire accroître ou décroître le prix par rapport à son niveau de 4 Ecu ?

I Jusqu’où le prix grimperait-il avant que l’excédent d’acheteurs disparaisse ?

Discussion : Gain

I Quels commerçants ont le plus de chance de réaliser les premier échanges ?

I Quels sont les gains possibles de l’échange ?

I Aurait-il été possible d’accroître les gains totaux au cours d’une période en forçant des ventes additionnelles ?

I Examiner les gains par paires (valeur, coût) et voir qu’on ne peut faire mieux qu’en associant les coûts faibles aux valeurs élevées

I donc en excluant du marché les coûts élevés et les valeurs faibles

I Voir la représentation géométrique à la diapo suivante I Quel serait l’effet sur les gains totaux d’un plafond imposé sur

les prix en-dessous du niveau compétitif ?

I Sortir d’un système de prix ne change pas les valeurs et les coûts

I Donc pas le gain total possible (gâteau)

Discussion : “Courbes” d’offre et de demande

Discussion : Efficience

I Efficience= % du gain total potentiel réalisable au cours d’une période d’échange

I Définition + générale + loin

I L’inefficience causée par la dispersion se réduit avec

l’information (passage du temps : les commerçants apprennent ce qu’est un prix raisonnable)

I Facteurs qui perturbent : pas de paiement réel, “autres jeux”

Rem design Plus de hauts coûts / basses valeurs induit plus de difficulté de convergence

Discussion : Taxe

I Une taxe de 2 Ecu induit un accroissement du prix de seulement 1 Ecu

I Deadweight loss [charge (morte) de la taxe] : partie du gain de l’échange qui est perdue avec la taxe

I Ne pas confondre avec la recette de la taxe : n’est pas socialement perdue

Quelques Hypothèses Implicites

I L’expérience impose des hypothèses particulières

I Chaque vendeur a un droit de propriété sur le bien

I Il peut en disposer à sa guise

I Les volumes à vendre et à acheter sont exogènes

I Ils ne sont pas déterminés conjointement

I “On fait confiance à Dieu”

I Il existe un “marketplace” où les individus se retrouvent sans coût

I + les hypothèses classiques qui évitent les défaillances

I Externalités, qualités du bien...

I Quelles autres hypothèses à votre avis ?

I Le fond de l’expérience est bien de montrer que sous ces conditions ça fonctionne

I Pas de prétention universelle

Hypothèses : Interprétation

I L’expérience est un modèlede la réalité

I Elle ne décrit pas une situation réelle en particulier

I Mais reproduit les points essentiels d’un marché concurrentiel

“idéal”

I Le message est : le marché fonctionne bien car il permet de réaliser tous les gains possibles de l’échange

I Et ceci sans requérir d’intervention

I autre que d’éviter la piraterie

I L’expérience est l’illustration du libéralisme économique

I Un mot sur l’économie expérimentale

Objectifs du cours

I Dans quelle mesure l’introduction de l’environnement fait que l’expérience n’est pas un modèle réaliste ?

I Les politiques économiques : dans quels cas la politique de

“laissez-faire” est une bonne politique ?

I L’efficience : un certain marché ou une certaine politique est-elle efficiente en ce sens qu’elle obtient les plus grands gains possibles ?

I Analyse des politiques environnementales dans ce contexte

I Cfr. notion de rareté en début de cours

Ch. 1. Bien être et Efficience

Expérience & notions Efficience

Théorèmes du bien-être Défaillances du Marché

Les “données primitives d’une économie”

Lbiens indexés parl =1. . .L

I dotation initiale dans l’économie : vecteurw 2 <^L I consommateurs indexés pari =1. . .I, chacun doté de

I un ensemble de

consommations Xi ⇢ <^L

“consommations faisables”

I préférences%i ou d’une fonction d’utilité Ui(xi), xi 2Xi

I “Are blue whales just really big cups of coffee ?”

Les “données primitives d’une économie”

I J producteurs indexés parj =1. . .J, chacun représenté par

I un ensemble de

production Yj ⇢ <^L ou une fonction de

production Fj(yj), yj 2Yj

I “No free lunch” : sans intrants, l’output de j ne peut être positif

I Rendements non-croissants

Efficience

Figure:Vilfredo Federico Damaso Pareto (1848 – 1923), Italian engineer, sociologist, economist, political scientist and philosopher

Efficience : Personne ne peut être mieux sans que quelqu’un ne devienne pire

Efficience : Définition plus formelle

Optimum de Pareto

I Soit une allocation n

(xi)_i=1...I,(yj)_j=1...Jo

I Réalisable :

I Chaque consommateur consomme dans son ensemble de consommation

I Chaque producteur respecte son ensemble de production

I La somme des consommations n’excède pas la somme des dotations après production :

XI i=1

x_i =!+ XJ j=1

y_j

I Efficiente :⇢⇣ 6 9d’autre allocation réalisable x_i⁰⌘

i=1...I,⇣ y_j⁰⌘

j=1...J t.q. 8consommateur Ui

⇣x_i⁰⌘

Ui(xi) et qu’au moins une de ces soit >

Boîte d’Edgeworth

Francis Ysidro Edge- worth (1845-1926) Irish philosopher and political economist Efficience ()Égalisation des taux marginaux de substitution() Égalité des prix d’un même bien sur tous les marchés

Choix social

I Donc, si on cherche l’efficience, on ne cherche pas à polluer le moins possible

I La question écon est plutôt celle de la quantité “optimale” de pollution

I Que signifie “optimale” ?

I Réponse = Pareto : pas de gaspillage

I L’efficience n’est au fond qu’un critère dechoix social

I Il en existe d’autres, dont des critères éthiques

I Mais il est un élément incontournable des politiques économiques

I En particulier à cause de la primauté actuelle du critère coût-bénéfice

Ch. 1. Bien être et Efficience

Expérience & notions Efficience

Théorèmes du bien-être Défaillances du Marché

Définition : Propriété privée

I La ressource initiale! et les droits de propriétés des entreprises sont répartis entre les consommateurs

I Chacun reçoit!_i et des parts✓ij,j =1...J desJ entreprises avec

I

XI i=1

!_i =!

I 8j, XI i=1

✓ij=1

Hypothèse de concurrence pure et parfaite 1/2

Hypothèse de Maximisation [comportement] : face à un système de prixp,

I j maximise son profit sous contrainte de faisabilité:

yj(p) =arg max

yj2Yj

(p·yj)

I i maximise son utilité sous contrainte de budget :

xi(p) =arg max

xi2Xi

Ui(xi) t.q.

p·xi(p)p·!i + XJ

j=1

✓ij(p·yj(p))

Hypothèse de concurrence pure et parfaite 2/2

I Hypothèse de concurrence [marché] : chaque agent considère les prix comme une donnée (price-taker)

I Le nombre d’agents est tel que le poids de chacun est nul

I Les agents n’essaient pas d’influencer les prix

I Ceci défini un ensemble des demandes et offres concurrentielles y_j^⇤(p) etx_i^⇤(p) =allocation

Équilibre Général

Figure:Marie-Esprit-Léon Walras (1834 – 1910), French mathematical economist, pionnier de l’équilibre général

Équilibre général 1/2

Définition

Equilibre général concurrentiel (ou walrassien) de propriété privée

I Se compose d’un système de prix⇢ p^⇤ et d’une allocation (x_i^⇤)_i=1...I,⇣

y_j^⇤⌘

j=1...J tels que 8i,x_i^⇤ =xi(p^⇤) 8j,y_j^⇤=yj(p^⇤) XI

i=1

x_i^⇤  XI

i=1

!_i+ XJ j=1

y_j^⇤

coin”

I ne se préoccupequedu signal prix et de ses propres préférences/technologie

I La demande n’excède l’offre sur aucun marché

I Il ne s’agit que d’une description, rien ne dit comment on atteint cet équilibre

I Montrer l’existence d’un tel équilibre n’est pas trivial

Premier théorème fondamental du bien-être

Théorème. Si les fonctions d’utilitéUi sont strictement croissantes, tout équilibre général concurrentiel de propriété privée est efficient.

Plus précisément

I Si

⇢

p^⇤,(x_i^⇤)_i=1...I,⇣ y_j^⇤⌘

j=1...J est un équilibre général

concurrentiel de propriété privée

I alors l’allocationn

(x_i^⇤)_i=1...I, y_j^⇤ _j=1...Jo

est un optimum de Pareto

Premier théorème : Interprétation

I Le marché (en concurrence parfaite) est une organisation efficiente puisqu’il permet d’atteindre un optimum de Pareto, c’est-à-dire, une situation sans gaspillage

I Le marché est efficientsans interventionde l’Etat

I Il suffit des signaux “prix d’équilibre” pour coordonner les activités économiques décentralisées de façon satisfaisante au sens de Pareto

I La fameuse “main invisible” d’Adam Smith

I = ce qui s’est passé dans l’expérience en cours

I sauf qu’il n’y avait pas de production

Second théorème fondamental du bien-être

Théorème. Tout optimum intérieur est décentralisable en équilibre.

Plus précisément

I Si l’allocation

⇢

(x_i^⇤)_i=1...I,⇣ y_j^⇤⌘

j=1...J est un optimum de Pareto tel que8i,x_i^⇤ est intérieur àXi

I Alors

I 9une répartition des ressources de l’économie {(!_i)i=1...I,(✓_ij)j =1...J}et

I 9un système de prix p^⇤

I tels que le couple prix-allocation

⇢

p^⇤,(x_i^⇤)_i=1...I,⇣ y_j^⇤⌘

j=1...J

est un équilibre général concurrentiel pour l’économie de propriété privée ainsi définie

Second théorème : Interprétation 1/2

L’allocation Pareto optimale peut être décentralisée au sens suivant :

I Si on donne à chaque consommateur le revenuR_i^⇤ =p^⇤·x_i^⇤

I via une allocation des dotations! et des droits de propriétés✓

I Et si on annonce à l’ensemble des agents le système de prixp^⇤

I Alors la maximisation

I du profit par toutes les entreprisesj et

I de l’utilité par tous les consommateursi sous la contrainte de budgetp^⇤·x_i R_i^⇤

I conduit les agents à des plans de consommation et de

production qui amènent à l’allocation Pareto optimale qu’on a choisie (x^⇤)

Second théorème : Interprétation 2/2

Résultat fondamental pour la compréhension de la planification non-centralisée :

I L’optimalité parétienne de l’équilibre concurrentiel de propriété privé est satisfaisante au sens d’efficience

I mais peut correspondre à une distribution des revenus peu désirable

I Le second théorème dit : quel que soit l’optimum de Pareto que l’on cherche, et donc quel que soit le critère de justice choisi

I il est possible de le décentraliser comme équilibre concurrentiel

I à condition de bien choisir les revenus des agents

I c’est-à-dire dans une économie de propriété privée à condition de faire entre les agents des transferts forfaitaires appropriés

Ch. 1. Bien être et Efficience

Expérience & notions Efficience

Théorèmes du bien-être Défaillances du Marché

Hypothèses

I Les théorèmes sont basés sur une utopie

I une idéalisation du monde réel

I qui n’a pas vocation descriptive mais peut nous guider dans nos objectifs

I Dans le cadre environnemental, peut-on alors faire confiance au marché ?

I Au sens : fonctionnement décentralisé

I Peut-il apporter un niveau “satisfaisant” d’environnement ?

I Oui si les théorèmes s’appliquent quand on met de l’environnement dans l’économie

I Rupture d’une hypothèse de ces deux théorèmes =défaillance de marché(market failure)

I Il en existe une dizaine, dont 2 en environnement

Deux Défaillances Environnementales

I Biens publics :

I La consommation d’un bien public par un consommateur n’interdit pas aux autres agents de le consommer

I Non-exclusivité : on ne peut empêcher la consommation

I Pas de marché spontané car ne peut se rémunérer (induire un paiement par les consommateurs)

I Équivaut à un prix nul : demande excessive et offre insuffisante I Externalité : pollution & biens communs

I Utilité du consommateuri peut dépendre de la consommation d’autres consommateurs

I La production de la firmej peut dépendre des plans de production d’autres entreprises

Conditions Parétiennes

I Sur le plan formel, l’utopie de marché était réalisée au point où des “conditions d’optimisation” se réalisaient

I En particulier, marché concurrentiel :Coût marginal = prix

I Impliqué par Boîte d’Edgeworth

I Ces conditions s’appellentconditions parétiennes CP

I En cas de défaillance de marché, au moins une de ces conditions ne sera pas satisfaite

I )on ne peut plus être à l’optimum de Pareto

Définition. Optimum de 2nd rang : Le meilleur état de l’économie atteignable dans ce cas

Théorème du Second Rang

Théorème. Si une CP n’est plus atteignable, alors les autres CP, même si elles sont encore atteignables, ne sont plus souhaitables

I Si on ne peut satisfaire toutes les CP, alors l’optimum de 2nd rang ne peut être atteint qu’en s’éloignant des autres CP

I Rien ne peut être affirmé sur la direction ou l’amplitude que doit prendre cet éloignement

I Effets d’équilibre général

I CP : coût marginal=prix

I Introduire de la concurrence dans un marché a généralement pour effet de rapprocher les prix du coût marginal

I Rapprocher un secteur des CP (“libéraliser”) peut nuire à l’ensemble via des effets indirects dans les autres secteurs

I Même si le bien-être augmente dans ce secteur

Théorème du Second Rang : Corollaire

Corollaire.@ façon de juger a priori entre diverses situations dans lesquelles une ou plusieurs CP ne sont pas satisfaites

I Pas de recommandation“générale” de politique économique

I Par exemple “il faut libéraliser l’économie”

I Pas de forme générale des recommandations visant à atteindre l’optimum de 2nd rang

I Très étudié, mais au cas par cas

I p.e. intervention de l’état en santé

I =Analyse appliquée du bien-être 1. Analyse coût-bénéfice

2. Équilibre Général Calculable

Analyse Coût-Bénéfice

Figure:Jules Dupuit (1804 – 1866) French civil engineer and economist

Analyse Coût-Bénéfice

I Un projet (action publique ou autre) modifie les quantités disponibles de biens dans la société, soit d!

I Pour des changements petits(⌘ne modifient pas les prix p)

I Dans les secteurs dits “sans distorsion” (⌘où les CP prévalent), la valeur du projet estp·d!

I Dans les secteurs avec distorsions,pne mesure pas la valeur du bien (ou n’existe pas), il faut alors trouver desprix fictifs (WTP / DAP)

I Effet négligeable dans la plupart des secteurs

I Importantes applications, énorme litérature sur les prix fictifs, textes législatifs

I dans le cours d’évaluation des politiques publiques

Analyse coût-bénéfice & Agrégation

I Si les consommateurs ne sont pas identiques, commentagrégerles changements individuels d!i?

I Actuellement domine l’idée de compensation

parétienne potentielle:

I Un changement n’est souhaitablequesi P bénéfices >Pcoûts

Figure: Les quadrants de Pareto

Équilibre Général Calculable

Figure:Kenneth Joseph Arrow (1921), American economist & Gérard Debreu (1921 – 2004), French economist and mathematician, Pionniers de l’équilibre général calculable

Équilibre Général Calculable

I L’économie planétaire représentée dans un modèle(⌘un système d’équations) plus ou moins complexe

I Relations entre pays et entre secteurs, la demande et l’offre pour les secteurs & globalement

I Un consommateur par pays (pas de question d’agrégation)

I Relations économiques mais aussi certaines sciences naturelles

I Écologiques (GIEC/IPCC en particulier)

I ou agricoles (OMC/WTO)

I Le modèle est calibré (⌘donner des valeurs aux paramètres) à partir de données réelles selon plusieurs processus

(économétriques ou autres)

I Le modèle est programmé et des changementsnon-marginaux peuvent êtresimulés(±prédits)

I Approximations +/- en accord avec la théorie économique

Pour finir

I Notion d’efficience

I Thms du bien-être : les bienfaits du marché

I Basés sur hypothèses

I Thm du 2nd rang : à cause de la prévalence des défaillances

I On ne peut que réfléchir au cas par cas

I On va regarder les 2 défaillances où l’environnement empêche les conditions parétiennes de tenir :

I Externalités

I Biens publics

I Les politiques mises en oeuvre