Les nouvelles théories de la croissance en application: L'évaluation des politiques structurelles,le cas du protocole de KyotoAuthor(s): Arnaud Fougeyrollas, Pierre Le Mouël, Paul ZagaméSource: Revue économique, Vol. 56, No. 5 (Sep., 2005), pp. 1089-1105Published by: Sciences Po University PressStable URL: http://www.jstor.org/stable/3503294Accessed: 06/10/2009 10:45

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Les nouvelles theories de la croissance en application

L'evaluation des politiques structurelles, le cas du protocole de Kyoto

Amaud Fougeyrollas* Pierre Le Mouel**

Paul Zagame***

L'objet de cette contribution est la presentation d'un travail d'incorporation des nouvelles theories de la croissance dans un modele d'equilibre general calculable, le moddle GEM-E3-Europe. Nous en illustrons les consequences en prenant I'exem- pie de politiques de lutte contre le changement climatique pour I'Europe a quinze (objectifs de Kyoto), dont nous comparons les r6sultats selon la formulation, < endogene > ou * exogene >, retenue pour le progres technique. Nous pr6sen- tons ensuite les r6sultats d'une politique impliquant des aides a la R&D, qui va donc agir directement sur le taux de croissance des economies europeennes.

NEW GROWTH THEORIES IN APPLICATION: ASSESSMENT FOR STRUCTURAL POLICIES, THE CASE OF THE KYOTO PROTOCOL

This paper presents the mechanisms of an endogenous technical change module, with endogenous R&D decisions, introduced in the applied general equili- brium model for European Union, GEM-E3. We use this module (1) to compare assessments for climate policies (Kyoto Protocol) when technical change is exoge- nous, with the case it is endogenous and (2) to assess for new R\&D based climate change policies.

Classification JEL: 033, 038, C68, H23

* Ecole centrale de Paris, Laboratoire ERASME, Grande Voie des Vignes, 92295 Chatenay- Malabry. Courriel: lemouelp@ecp.fr

** ERASME, Ecole centrale de Paris. *** Universite Paris I, ERASME, Ecole centrale de Paris.

Cet article est issu de contrats finances par la Commission de l'Union europeenne (contrat de recherche TECH-GEM) et par I'ADEME dans le cadre du programme de recherche GICC (Gestion et Impact du changement climatique). Les remerciements a adresser sont nombreux ; nous avons bene- fici6 plus particulierement des echanges avec: D. Rossetti (CEE), P. Valette (CEE), J.-M. Salmon (ministere francais de l'Environnement), C. Cros (ADEME), D. Van Regemorter (KUL), N. Kouvari- takis (NTUA), et G Koleda (ERASME) a qui nous devons beaucoup.

Les auteurs sont dvidemment seuls impliqu6s par les r6sultats pr6sent6s ici qui ne repr6sentent pas ndcessairement le point de vue de ces organismes.

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INTRODUCTION

Les nouvelles theories de la croissance ont renouvele la vision du long terme des 6conomistes : alors que la croissance de longue periode etait auparavant envisagee comme independante des comportements des agents economiques, aujourd'hui la < croissance endogene > permet de l'envisager comme une resultante de leurs decisions d'epargne et d'investissement. On sait bien l'hypothese qui est a l'origine d'une telle interpretation: dans la < croissance endogene >, on evite le blocage de la croissance par tete par l'introduction de rendements non decroissants pour les facteurs accumulables. La prise en compte des transferts de connaissances entre acteurs individuels libere le processus de croissance au niveau collectif. Mais cette hypothese de rendements sociaux durablement superieurs aux rendements prives a 6te tres controversee, en raison surtout des proprietes d'echelle qu'elle entraine sur le taux de croissance. Sans se prononcer sur les controverses, on peut dire que les nouvelles theories ont eu le merite de foumir une veritable explication du processus de croissance economique, en le fondant en particulier sur des comportements microeconomiques de decision de R&D au sein de l'entreprise (cfJ Aghion et Howitt [1], Barro et Sala-i-Martin [4], Grossman et Helpman [12]); c'est cette demiere approche que nous avons retenue dans GEM-E3-Europe1. Comme nous le verrons, l'endogeneisation du progres technique sur la d6cision endogene de R&D dans GEM-E3-Europe va modifier l'evaluation des politiques dites < structurelles >> (ici la fiscalite et l'environnement), en raison de nouvelles proprietes de moyen-long terme du modele, et elargir le spectre des politiques evaluables a celles impliquant des systemes specifiques d'incitation a la R&D.

L'article est organis6 de la facon suivante: la deuxieme section presente les principales raisons qui militent en faveur de l'introduction des nouvelles theories de la croissance dans les modeles appliques. La troisieme section decrit ensuite les mecanismes de croissance endogene que nous avons introduits dans le modele d'6quilibre general GEM-E3-Europe. La quatrieme section rassemble alors des resultats d'evaluation de politiques de lutte contre le rechauffement climatique (objectifs de Kyoto). Les resultats des politiques fondees sur les instruments traditionnels (taxation ou, en premiere approximation, permis d'emission nego- ciables a titre payant) sont systematiquement compares selon la prise en compte du progres technique utilisee, exogene ou endogene. La cinquieme section aborde enfin un exemple de politique combinant ces instruments traditionnels avec une subvention a la R&D. La sixieme section conclut sur les apports et les limites de cette endogeneisation du progres technique dans GEM-E3-Europe.

LA NECESSITE D'INCORPORER LES NOUVELLES THEORIES DE LA CROISSANCE DANS LES MODELES APPLIQUES

L'6cart entre les avancees theoriques et l'etat de l'art de la modelisation appli- quee est aujourd'hui grandissant: de nombreuses theories recentes n'ont pas ete introduites dans les modeles operationnels, modeles d'equilibre general ou

1. Le modele GEM-E3 a ete construit par un consortium europeen coordonne par NTUA (Athenes), dont les principaux partenaires sont KUL (Belgique), ZEW (Allemagne) et ERASME (France).

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modeles econometriques. Deux principales raisons peuvent etre invoquees pour cela : les phenomenes decrits par les nouvelles theories conduisent a des formu- lations complexes difficiles a traduire dans ces modeles souvent de tres grande taille ; par ailleurs, on manque souvent de statistiques pour aboutir a des calibra- tions fiables ou a des estimations econometriques robustes.

Les nouvelles theories de la croissance sont clairement dans ce cas ; a ce jour, l'etude des proprietes de long terme des modeles appliques montre que le schema de reference sous-jacent est le modele de Ramsey-Clark-Solow : une fonction de production avec progres technique exogene a rendements partiels decroissants, conduisant a un taux de croissance de l'economie egal a la somme du taux de progres technique et du taux de croissance de la population, tous deux exogenes.

On connait bien les perspectives ouvertes par les nouvelles theories de la croissance depuis l'article fondateur de Romer [21]: rendements de certains facteurs non decroissants (qui constituent le < cceur >> de croissance endogene), endogeneisation du taux de croissance de long terme sur les comportements microeconomiques, justification economique des rendements non decroissants par les transferts de surplus (rent spillovers) et les extemalites de connaissance (knowledge spillovers) (Griliches [11]). Ce qui nous interesse plus particuliere- ment ici est la prise en compte de la decision endogene d'investissement en R&D et les innovations (de productivite, de qualite ou de variete) qui vont en resulter.

L'evaluation des politiques dites < structurelles >> conduites a l'aide des instruments economiques (taxation, subvention) appliques a l'emploi, l'energie, l'environnement et directement a la croissance avec l'ensemble des incitations liees la recherche (subventions, credits d'impot, systeme de brevets, ...) neces- site la prise en compte de ces nouveaux mecanismes. Dans les modeles de type Ramsey-Clark-Solow, les reactions des agents economiques a la mise en aeuvre de telles politiques sont limitees aux substitutions de facteurs (ou de produits), aux comportements de prix, d'epargne et d'investissement, sans effet sur le taux de croissance de long terme. Avec l'introduction d'un progres technique endo- gene, on peut envisager egalement leurs reactions en termes de decisions de R&D, avec l'ensemble de ses consequences: innovations de productivite, de qualite, de variete; effets de diffusion des connaissances entre les secteurs de l'economie et entre les pays; substitution de qualite de produits ou d'extension de la variete pour le consommateur, d'efficience de facteurs de production pour 1'entreprise.

Tous ces mecanismes sont de nature a modifier tres substantiellement l'evaluation des politiques. Prenons le cas de la fiscalite applicable a l'energie par exemple : la hausse du prix de l'energie va induire, en plus des substitutions traditionnelles des modeles a progres technique exogene, des decisions de R&D et d'innovation afin de diminuer les consommations d'energie rapportees au chiffre d'affaires. Cela passera soit par des innovations de procede, soit par des innovations de qualite des produits, soit par l'extension des gammes de produits, toutes ces innovations ayant pour consequence de liberer de la croissance, avec un contenu en energie davantage reduit que par le jeu des seules substitutions de facteurs et de produits.

L'integration des nouvelles theories de la croissance, plus precisement ici de celles qui formalisent son lien avec les depenses de R&D, est relativement recente et peu repandue (cf. Bagnoli [2]). Ces integrations ont, pour la plupart, ete realisees dans les modeles d'equilibre general pour des questions d'abord

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relatives au commerce international (Diao et Roe [6], Baldwin et Forsild [20], Diao et al. [27]), a l'environnement et a l'energie (van Bergeijk et al. [24], Carraro et Galeotti [5], Gouldner and Schneider [10], Nordhaus [18] avec le modele DICE, Fougeyrollas et al. [2001] avec GEM-E3, et un modele construit au MIT par Sue Wing [26]).

Le traitement des nouvelles theories de la croissance est tres divers dans les modeles, qu'il s'agisse des decisions endogenes de R&D, du type d'innovation, et enfin, plus rarement aborde, des externalites de connaissances entre activites ou pays. Le niveau de desagregation est egalement tres variable d'un modele a l'autre. Certains modeles, tres agreges, rendent compte de << faits stylises > proches de la theorie, alors que les modeles veritablement operationnels sont tres detailles au niveau des secteurs et des produits, pour tenir compte de l'hete- rogeneite des differentes activites du point de vue de la R&D, de l'energie ou de l'environnement. C'est le cas de GEM-E3-Europe, dont nous presentons maintenant les mecanismes de croissance endogene, c'est-a-dire le < coeur ) de croissance.

LE ( CCEUR > DE CROISSANCE

Cette section decrit les m6canismes de croissance endogene du modele GEM-

E3-Europel, en insistant sur la relation fondamentale qui va des depenses de R&D aux innovations technologiques puis a la performance economique2. La diffusion des savoirs technologiques entre entreprises, secteurs et pays joue ici un role central: ces transferts de < connaissances ? vont agir comme des exter- nalites pures qui vont influencer les rendements de la R&D, et expliquer l'ecart entre les rendements prives et sociaux de la recherche, qui justifie la mise en oeuvre de la politique de recherche.

La variable de < connaissances ? comme resultante d'efforts propres et d'externalites

Cette variable resulte au niveau sectoriel de phenomenes d'accumulation des connaissances technologiques propre au secteur et par l'intermediaire d'un jeu complexe de diffusion des savoirs, les extemalites de connaissances ou knowledge spillovers. La prise en compte de ces extemalites, qui influencent les rendements globaux de la R&D, va nous permettre de d6crire precisement les effets d'entrainement et toutes les relations interindustrielles et internationales, qui passent par les echanges technologiques.

1. Pour une presentation plus ddtaillees, cf Fougeyrollas, Le Mouel et Zagamd [9]. 2. Cf. Romer [21], Grossman et Helpman [12] (chap. 3), Barro et Sala-I-Martin [4] (chap. 6) sur

les modeles de croissance endogene avec elargissement du nombre de variete de produits et Aghion et Howitt [1], Grossman et Helpman [12] (chap. 4), Barro et Sala-I-Martin [4] (chap. 7) pour les modeles avec augmentation de la qualitd des produits existants.

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La diffusion des savoirs a donne lieu depuis les premiers travaux de Terleckyj [23] a de nombreuses etudes (cf. entre autres, Scherer [22] et Jaffe [13]). Pour mesurer les echanges de connaissances entre secteurs nationaux, nous avons utilise dans GEM-E3-Europe les << matrices de proximite technologique > de Verspagen [25]. Les coefficients de ces matrices, calcules a partir de l'informa- tion contenue dans les demandes de brevets europeens, retracent la proximite des differents secteurs dans 1'<< espace technologique ?. Les matrices prennent alors en entree les stocks de R&D des secteurs et delivrent en sortie leurs stocks de connaissances d'origine nationale au niveau de chaque secteur. Pour la diffusion intemationale des connaissances, nous avons combine les matrices de Verspagen avec les flux d'echanges commerciaux bilateraux entre pays. La combinaison par une fonction Cobb-Douglas des connaissances << propres > au secteur et de ces extemalites d'origine intersectorielle et interationale determine ainsi le niveau de << connaissances >> technologique du secteur (KNOWt), qui est au centre du processus d'innovation.

Le processus d'innovation : innovations de procede, innovations de qualite

Nous pouvons maintenant pr6ciser le processus d'innovation qui va de la depense de R&D a l'innovation puis a la performance economique. Deux types d'innovations sont envisages ici: l'innovation de procede, qui accroit la productivite globale des facteurs et l'innovation de produit, qui modifie la qualite des produits et non leur variete, ce qui aurait ete plus difficile a repre- senter, mais qui aboutit a la meme consequence1, c'est-a-dire, pour un volume donne de biens, a l'accroissement de l'utilite pour les biens de consommation et de l'efficacite pour les biens d'equipement. Par souci de simplification, on admet que les secteurs productifs realisent soit l'un soit l'autre type d'innovation: les secteurs de l'energie et des matieres premieres ameliorent la productivite globale de leurs facteurs de production, tandis que les secteurs de biens de consommation, de biens d'equipement et de services ameliorent la qualite de leur production. Cette hypothese est proche des resultats des enquetes europeennes sur l'innovation qui revelent que les innovations de produit sont plus nombreuses que les innovations de procede dans les biens d'equipement, au contraire de ce qui se passe dans l'energie et les matieres premieres, et que les equipements, composants et produits intermediaires inno- vants sont une source majeure de progres technique pour la plupart des secteurs de l'economie (cf., par exemple, Evangelista et al. [8]).

Dans le schema retenu, l'innovation va au final soit augmenter le volume de la production a qualite constante et a quantite de facteurs constante, soit augmenter la qualite a volume donne, ce qui se traduit egalement dans le modele par une baisse du prix de production qui est ajuste proportionnellement a la qualite. Le traitement formel des deux innovations dans le modele GEM-E3- Europe est donc identique, agissant dans tous les cas comme une translation de la fonction de production proportionnelle au stock d'innovation du secteur. Par

1. Rappelons en effet les similitudes qui existent entre les modeles canoniques de varidet et de qualite (cf: Barro [3], Jones et Williams [16, 17]).

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contre, l'importance quantitative des deux types d'innovations dans une economie va dependre de la structure productive et des rendements de la R&D dans les differents secteurs. Le passage de l'investissement en R&D a l'innova- tion est presente dans la figure 1.

Figure 1. La genese de 'innovation

Secteur ou pays a I'origine

des connaissances Sectur Receveu

[ | ervj Stockde R&D Stockde R&D < [ i; - ... -.-.. . . .. .

-- .... .....'...........i ... .. ::

Innovations < Innovations _; Passees |

L'innovation resulte de l'investissement en R&D (IRD1) dont la productivite est influencee par deux variables d'accumulation conditionnant l'etat du systeme d'innovation. La variable traduisant 1'6tat des connaissances, KNOWt, dont nous avons explique la determination precedemment, influence positivement la productivite de la R&D. Au contraire, la variable techt_ 1 mesurant l'etat techno- logique du secteur, c'est-a-dire ses innovations passees, diminue la productivite de la R&D. Cette variable a pour effet d'eviter des rendements plus que propor- tionnels generateurs d'instabilite a long terme. Son introduction dans le processus d'innovation est justifiee par toute une litterature (Jones [14, 15], Jones et Williams [16, 17]) qui s'appuie sur une representation de l'innovation en terme defishing-out effect: tout se passe comme si, a l'interieur d'une grappe d'inventions majeures, les innovations etaient epuisables en attendant la prochaine revolution technologique.

La formalisation de ces deux effets emprunte donc la specification suivante :

innovt KNOWY a= J ?IRDt (1) techtli (techt- ) t)

avec a, p, y> 0 et oiu innovt designe le flux d'innovations a l'instant t, c'est-a- dire la variation de l'etat technologique du secteur : techt techt_ 1.

C'est cette variable, techt, qui va agir directement sur la qualite ou sur la productivite des facteurs par l'intermediaire de la formulation sectorielle pour la production (yi, t)

1

Yi,t = A .

techi(8 I,p + 8p 1m lemi P) P (2)

avec A, 6, ,lem, p > 0 les parametres de la fonction CES. Nous avons ainsi retenu une hypothese d'incorporation du progres technique, que nous avons suppose neutre au sens de Hicks, et qui n'affecte que le niveau superieur de la structure

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productive', c'est-a-dire la combinaison entre le montant de capital (d'investisse- ment) affecte a la capacite de generation i a l'instant t, Ii,t et lem, t qui est le montant de facteurs variables (le travail, l'energie et les autres consommations intermediaires) affecte a cette g6neration d'6quipements. Nous avons utilise egalement l'hypotheseputty-putty, c'est-a-dire que les fonctions de production ex ante et expost sont identiques, l'entreprise representative du secteur etant capable d'adapter ses coefficients techniques avec les memes possibilites de substitutions sur les equipements existants et sur les nouvelles generations. techi est finalement la technologie incorporee dans la generation i, que va choisir la firme.

La decision de R&D et donc d'innovation

L'investissement dans la recherche, c'est-a-dire dans notre modele determi- niste, la demande d'innovation, resulte de la maximisation de la valeur actualisee nette de la firme representative du secteur. Dans la specification a generations de capital que nous avons utilisee, elle va par consequent resulter de la comparaison entre le cout d'usage de d6tention d'une unite supplementaire d'innovation et le cofit actualise a la fois du capital et des facteurs de production variables sur la duree de vie anticip6e pour la capacitd de production marginale2. Tous les couits de facteurs, et done celui de la R&D, vont ainsi jouer sur cette decision, de meme que la demande adressee au secteur qui va influencer la taille de la capacite de production marginale (cf fig. 2).

Figure 2. Determination et effets des d6cisions d'investissement en R&D

; (?:;) ] (+) (+) . p. < Demande > - - ;:

Decisions

() Cot d'usage des facteurs Z I, variables (Travail, Energie,

|Wg 1le ~ Cons. (ITrnterXm.) 9 Q sdinvestissement

?:~:Ij(: )~?,, | ()) et Cout d'usage du Capital t

.......

, :i S '?*'..._~?.

~:d

'; .- ...... d'innovation (1)

0~;S??, CoOt d'usage () - - de la technologie

+ + E "Effets de Diffusion sur le marche des nouveaux produits -- ------- Conception de nouveaux nnoation et

et procedes produits et procedes , de I'investissement

1. Se reporter a la note 2 de la page suivante pour une description de la structure de production de GEM-E3-Europe.

2. Le probleme de la firme est en fait plus complique, puisqu'il faut 6galement, a chaque p6riode, determiner les coefficients optimaux de capital et de facteurs variables sur toutes les g6nerations d'equipement d6ja installees et sur la g6enration marginale, ainsi que la taille de la capacitd de produc- tion marginale. II faut ensuite en deduire la forme de la fonction de production agregee utilis6e dans le modele GEM- 3-Europe. On peut referer a Fougeyrollas et al. [9] pour la r6solution mathematique de ce programme et une pr6sentation des procedures d'agregation utilisees, trop longues pour figurer ici.

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En fait, il faut bien distinguer, dans cette formalisation, l'innovation qui est la variation de l'etat technologique du secteur, de l'effet de l'innovation qui lui va dependre de la taille de la nouvelle unite de production, dont elle va determiner le niveau de productivite, meme si toutes ces grandeurs sont determinees simul- tanement. Il n'existe pas de marche d'actifpour l'innovation, qui devient, des la periode suivante, une extemalite pure venant, au meme titre que les investisse- ments passes de R&D, modifier la productivite du systeme d'innovation. C'est ainsi, comme nous l'avons decrit precedemment, le jeu relatif de deux extema- lites de sens contraire, qui va imprimer le rythme de croissance de long terme du secteurl.

Ce qui est important, c'est ainsi que toute augmentation des couts d'usage de facteurs relativement a celui de la R&D, va avoir tendance a accroitre l'innova- tion, et ce nouveau mecanisme va permettre d'etudier avec le modele les impli- cations de politiques d'aides ciblees a la R&D.

Les nouvelles informations

Nous ne presentons pas ici le modele d'equilibre general GEM-E3-Europe, modele Economie-Energie-Environnement qui a deja fait l'objet de plusieurs presentations2 (cf Capros et al. [7]); tout au plus, nous soulignerons que les sorties du modele s'enrichissent ici de cinq nouvelles informations:

1. Les depenses de R&D realisees par chaque secteur; 2. L'< Indice de qualite des biens de consommation ? qui est une ponderation

de 1'evolution de la qualit6 moyenne des biens et services consommes par les menages;

3. L'<< Indice de qualite des biens d'equipement > refletant l'amelioration de la productivite moyenne des biens d'investissement due a l'innovation de qualite ;

4. L'< Indice d'innovation technologique >> retra9ant le taux de croissance moyen de l'innovation dans les differents secteurs de l'economie;

5. L'<< Indice de diffusion technologique >> exprimant enfin la mesure dans laquelle les secteurs de production dans un pays beneficient des innovations mises en place partout en Europe, sous la forme de baisses de prix (rent spillovers).

1. Les variables KNOWt et tech, - ayant la meme dimension, le taux de croissance de long terme devrait diminuer des lors que P3 > y, c'est-a-dire lorsque l'effet defishing-out est le plus important, pour un investissement en R&D donne. Nous avons utilis6 des valeur de P et de y de 0,7 pour stabi- liser le taux de croissance dans le scdnario de reference. Le module de croissance endogene est alors calibre pour obtenir un taux de croissance proche de 1,5 % par an en moyenne en Europe, sous l'effet des innovations, en calibrant le parametre a proportionnellement a l'intensitd de R&D des secteurs dans chaque pays.

2. Les caract6ristiques du modele GEM-E3 sont assez traditionnelles: tous les secteurs de produc- tion (au nombre de dix-huit) ont une technologie de production reprdsentde par une CES imbriqude & trois niveaux. Un premier niveau sdpare le capital des autres intrants variables, desquels est isolde l'61ectricite a un deuxi&me niveau. Le troisieme niveau distingue les 6nergies fossiles des consom- mations intermddiaires et du travail. Le consommateur representatif a une fonction d'utilite du type Cobb-Douglas, incluant la consommation et le loisir. Le module environnement transforme les dmis- sions de polluants en dommages qui diminuent le bien-etre du consommateur; il permet d'etudier les implications des politiques environnementales. Les anticipations sont statiques et le plein-emploi est suppose.

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UNE ANALYSE DE POLITIQUES STRUCTURELLES: LA LUTTE CONTRE LES EMISSIONS DE GAZ A EFFET DE SERRE DANS LE CADRE DU PROTOCOLE DE KYOTO

Nous presentons, dans cette section, des evaluations des politiques de lutte contre les emissions de gaz a effet de serre, en comparant les resultats issus du modele original (a progres technique exogene) a ceux du modele integrant les decisions endogenes de R&D des firmes. Ces resultats sont extraits d'un ensemble d'exercices variantiels realises pour la direction generale de Recherche de la Commission de l'Union europeenne, I'ADEME et le ministere de l'Environ- nement1 sur les modalites de mise en oeuvre du protocole de Kyoto en Europe, dans nous avons retenu les deux scenarios suivants:

1. La taxation des emissions de CO2 des firmes et des menages, sans redistri- bution, les revenus de la taxe venant reduire le deficit des Etats;

2. La taxation des emissions de CO2 des firmes et des menages, avec recy- clage de la taxe sous la forme d'une reduction des cotisations sociales employeurs.

Le cas d'une taxe non redistribuee

Afin d'atteindre les objectifs d'emissions de CO2 fixes pour l'Europe lors du protocole de Kyoto, differents instruments economiques ont ete preconises: la taxation avec le choix eventuel du mode de recyclage et les permis d'emissions negociables avec differents modes d'allocations. Pour contraster nos resultats entre les hypotheses de progres technique exogene et endogene, nous presentons ici le cas d'une taxe sur le CO2, scenario qui impose ex ante le cofit le plus eleve pour les firmes, qui vont ainsi avoir une reponse plus marquee en terme de R&D.

Le schema de reaction des agents, dans le cas ofu le progres technique est exogene, est limite essentiellement a des substitutions factorielles et a des effets prix (translation de la taxe) pour les entreprises, et a des substitutions de produits et des effets revenus pour les menages.

Dans le cas du progres technique endogene, ce schema s'enrichit d'une possi- bilite pour les firmes de choisir leur niveau de R&D et d'innovation : l'entreprise va innover pour, soit augmenter la productivite de ses facteurs de production2, soit augmenter la qualite de ses produits, afin dans les deux cas de tenter de reduire les effets penalisants de la taxe. Cette reduction de coft va etre facilitee par les jeux des extemalites technologiques, les firmes d'un secteur donne pouvant beneficier de transferts de connaissances d'autres secteurs et pays dont l'effort de R&D va egalement se modifier ; c'est ainsi la productivite d'ensemble du systeme d'innovation qui va etre amelioree.

1. Recherche financee par le programme < Gestion et Impact du changement climatique > (GICC) du ministere de l'Environnement.

2. Le progres technique endogeneise sur la R&D etant << neutre > dans GEM-E3-Europe, il n'est pas possible pour 1'entreprise d'adopter une avanc6e technologique energy saving.

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Precisons dgalement que, pour rendre les resultats comparables, le compte de reference du modele GEM-E3-Europe est identique, que le progres technique soit endogene ou exogene; les differences de resultats entre les deux versions du modele sont ainsi integralement imputables a la capacite d'adaptation supplementaire dont beneficient les firmes lorsqu'elles vont pouvoir recourir a la R&D.

Le scenario est prolonge jusqu'en 20201 pour permettre d'analyser pleine- ment les effets de la taxe sur l'innovation et la performance economique des firmes, effets qui se diffusent tres progressivement en raison de l'hypothese d'incorporation du progres technique retenue dans GEM-E3-Europe. Le tableau 1, qui presente les resultats pour l'Europe, montre que le coft de la politique en termes de PIB et d'emploi va diverger tres substantiellement selon l'hypothese retenue pour le progres technique. Le cout en termes de PIB (- 0,23 % contre -0,47 %) et d'emploi (-233 000 contre -437 000) est reduit de pres de 50 % sous l'effet des innovations technologiques mises en place par les firmes2. Le mecanisme sous-jacent est, comme nous l'avons decrit, que l'augmentation de la R&D, d'environ 3 % en 2020, permet de restaurer partiellement la competitivite des firmes europeennes. Cela se traduit par des innovations de procedes et de produits qui vont relancer non seulement les exportations mais aussi la consommation des menages dont le prix se reduit. Notons cependant que, dans les deux cas (progres technique exogene ou endogene), la diminution des termes de l'echange est a imputer principalement a la baisse du salaire reel, sous les effets simultanes des contractions de l'emploi et du PIB, et au progres technique endogene aux innovations induites.

La hausse des exportations, qui est due a la baisse des termes de l'echange, est renforcee par un effet de recomposition sectorielle: les secteurs manufac- tures, qui sont egalement les principaux exportateurs, renforcent leur competiti- vite grace a un coft de main-d'oeuvre reduit, tandis que la competitivite des secteurs intensifs en energie se trouve degradee (cf tableau 1); au niveau le plus global, l'evolution du solde exterieur est donc plus importante que ne laisse supposer l'evolution des termes de l'echange.

Cet effet de recomposition sectorielle est egalement a l'origine de l'augmen- tation de l'indice de diffusion technologique dans le cas de progres technique exogene: le nombre des innovations ne varie pas dans le scenario, mais leur diffusion est renforcee par la part plus importante qu'y occupent les secteurs intensifs en R&D, qui sont egalement les principaux beneficiaires des effets de rent spillovers, comme les services de telecommunications par exemple.

1. En supposant que les niveaux d'emissions fixes par le protocole de Kyoto restent identiques apres 2010, scenario dit Kyoto forever. I1 s'agit d'un scenario relativement ancien ou, en 2010, la reduction des emissions de CO2 (en ecart au compte spontane du mod6le) atteint 12 %. Nous avons conservd cette contrainte bien que les scenarios les plus r6cents (cf: OCDE [19]) s'appuient sur des contraintes plus faibles pour 2010, cela afin de mieux faire ressortir les effets sur la R&D. L'objectif d'abattement de 16 % pour 2020 semble toutefois rdaliste dans une perspective << post-Kyoto >>.

2. Remarquons que le coot est generalement plus eleve avant 2010 dans le cas de progres tech- nique endogene. La raison en est que les firmes doivent, dans un premier temps, financer des inves- tissement en R&D dont elles doivent supporter le cout, alors que leurs effets positifs en termes de comp6titivit6 se produisent plus tardivement, en raison de l'hypothese d'incorporation du progres technique et des delais de maturation de la R&D.

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Tableau 1. Taxe sans recyclage (Europe des Quinze) (% d'ecart au compte central, sauf emploi en milliers)

2010 2020

Exo Endo Exo Endo

Indicateurs macroeconomiques PIB ................................................................................. - 0,25 - 0,25 - 0,47 - 0,23 Investissement prive ...................................... - 0,27 - 0,27 - 0,53 - 0,51 Investissement en R&D ........................................ 0,00 3,48 0,00 3,07 Consommation privee ...................................... - 2,07 - 2,08 - 2,68 - 2,48

Exportations .......................................... ... 1,31 1,33 1,16 1,51

Importations ........................................ ...... - 1,35 - 1,36 - 1,71 - 1,59

Emplois ...................................... -207,48 -193,36 -437,33 -233,07

Prix Prix a la consommation ........................................ 2,62 2,62 2,97 2,70 Salaire nominal ............................................................ - 0,25 - 0,26 - 0,64 - 0,53 Salaire reel ........................................ - 2,92 - 2,93 - 3,65 - 3,28 Termes de l'echange ...................................... -0,34 -0,35 -0,12 -0,19

Capacite de progres technique Indice d'innovation technologique .............................. - 0,05 - 0,01 - 0,06 0,23 Indice de diffusion technologique ................................ 0,08 0,13 0,14 0,41

Qualite des biens Indice de qualite moy. du panier de cons. .................... - 0,02 0,01 - 0,07 0,21 Indice d'efficacitd des biens d'investissement ............. 0,00 0,06 0,00 0,33

Emissions de CO2 ...................................... - 12,43 - 12,43 - 16,04 - 16,04

Le cas < classique > de double dividende emploi-environnement

Lorsque la taxe est redistribuee sous la forme d'un allegement des cotisations sociales a la charge des employeurs, c'est-a-dire d'une diminution du coft du travail, les substitutions de facteurs qui se mettent en place vont contribuer a creer 1 700 000 emplois en 2020 dans l'ensemble de 1'Europe. Comme tout le produit de la taxe est redistribue aux firmes, le coft global de la politique est ainsi negatif pour elles, puisqu'une partie du prelevement de la taxe porte egalement sur les menages. Les secteurs intensifs en travail vont le plus profiter de la baisse des charges, tandis que les secteurs intensifs en energie vont supporter l'essentiel de la charge de la taxe sur le CO2. La politique permet ainsi s'accentuer le rede- ploiement sectoriel des economies europeennes vers les secteurs de main- d'oeuvre peu intensifs en energie (cf. tableau 2); il en resulte en definitive une tres legere augmentation du PIB europeen, qui dissimule neanmoins une evolu- tion relative moins favorable pour les secteurs intensifs en energie, que dans le cas precedent de taxation sans redistribution.

Le cout ex ante de la politique etant globalement negatif pour les firmes, la R&D augmente peu et les impacts, egalement limites sur la qualite des produits et la productivite des facteurs, refletent essentiellement les effets du redeploie- ment sectoriel qui s'opere en Europe. Ces resultats pour l'innovation confirment ainsi que les creations d'emplois en Europe sont dues essentiellement a un effet de substitution qui n'est pas contrarie par des gains de productivite.

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Tableau 2. Taxe recyclee par une baisse des CSE (Europe des Quinze) (% d'ecart au compte central sauf emploi en milliers)

2010 2020

Exo Endo Exo Endo

Indicateurs macroeconomiques PIB ............. ............................................................. -0,04 -0,05 -0,14 -0,07

Investissement prive ....................................... - 0,04 - 0,05 - 0,08 - 0,09

Investissement en R&D ............................................... 0,00 1,06 0,00 0,63

Consommation privee ........................................ 0,06 0,04 0,10 0,16

Exportations ................................................................. - 0,78 - 0,80 -1,06 - 0,95

Importations ................................................................. - 1,10 -1,11 - 1,43 - 1,39

Emplois ...................................... 1 025,96 1 031,96 1 634,35 1 663,94

Prix

Prix a la consommation ........................................ 1,60 1,63 1,97 1,89

Salaire nominal ........................................................... 2,25 2,26 2,74 2,74

Salaire reel ............................................ .. 0,64 0,63 0,81 0,90

Termes de l'change ........................................ 0,24 0,24 0,38 0,36

Capacite de progres technique

Indice d'innovation technologique .............................. - 0,02 - 0,02 - 0,03 0,03 Indice de diffusion technologique ................................ 0,11 0,13 0,22 0,29

Qualite des biens

Indice de qualitd moy. du panier de cons. .................... - 0,02 - 0,01 - 0,05 0,01

Indice d'efficacit6 des biens d'investissement ............. 0,00 0,01 0,00 0,03

Emissions de CO2 ....................................... - 12,43 - 12,43 - 16,04 - 16,04

Cette politique < classique ? de double dividende emploi-environnement, qui supprime le cout direct supporte par les firmes, est ainsi dans l'ensemble peu incitative au renforcement de l'effort de recherche, par rapport au cas precedent de taxation sans redistribution. C'est la raison pour laquelle les deux versions du modele, avec progres technique exogene et avec progres technique endogene, foumissent des resultats a peu pres identiques au niveau macroeconomique, meme s'il peut exister des diff6rences au niveau sectoriel.

UNE NOUVELLE POLITIQUE IMPLIQUANT LA R&D: UN DIVIDENDE D'EMPLOI, D'ENVIRONNEMENT ET DE CROISSANCE

Le nouveau module de croissance endogene du modele GEM-E3-Europe permet d'envisager de nouvelles politiques de reduction des emissions de gaz a effet de serre, consistant par exemple a soutenir l'effort d'innovation technolo- gique des entreprises a travers des subventions a la R&D. Nous avons etudie dans cet esprit les impacts macroeconomiques du recyclage d'une partie du produit de

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la taxation du CO2 par des subventions proportionnelles a la R&D, avec un taux d'aide limite a 30 %, le solde du produit fiscal etant utilise, comme precedem- ment, a reduire le taux de cotisations sociales des employeurs.

Cette combinaison d'instruments permet, comme le montrent les resultats du tableau 3, de cumuler aux effets positifs sur l'emploi de la baisse du taux de coti- sations sociales, les benefices additionnels de la croissance induite par les aides a la R&D.

Les creations d'emplois s'elevent ainsi a 3,1 millions en Europe, soutenues par la croissance du PIB qui atteint 1,70 % en 2020. La croissance du PIB est due en grande partie a l'amelioration de la qualite de produits et de l'efficacite des procedes de fabrication sous l'effet des innovations technologiques, dont l'indice augmente de 2,29 %, suite a la tres forte augmentation des depenses de R&D: + 24,24 %. C'est donc une croissance fortement << qualitative >> qui se met en place en Europe. Cependant, la forte augmentation de la productivite totale des facteurs de production, reflete par l'evolution de l'indice de diffusion techno- logique (+ 2,30 %), reste compatible avec un fort contenu en emploi de cette nouvelle croissance, en raison bien suir des effets de substitution favorables a l'emploi entraines par la baisse du taux de cotisations sociales, mais egalement du fort contenu en emploi des activites de R&D.

Tableau 3. Taxe recycl6e par une aide a la R&D et une baisse des CSE (Europe des Quinze) (% d'ecart au compte central sauf emploi en milliers)

2001 2005 2010 2015 2020

Indicateurs macroeconomiques PIB ................................................................ - 0,02 - 0,07 0,16 0,89 1,70

Investissement priv .................................... 0,00 - 0,01 0,01 0,13 0,30

Investissement en R&D .............................. 3,45 17,50 31,53 27,68 24,24

Consommation prive ................................. - 0,04 - 0,13 0,03 0,65 1,32

Exportations ............ .......................... - 0,09 - 0,35 - 0,27 0,77 1,87

Importations ............ .......................... - 0,11 - 0,54 - 1,04 - 0,80 - 0,51

Emplois ....................................................... 42,88 315,70 1 138,68 2 020,30 3 161,27

Prix

Prix a la consommation ............................... 0,13 0,64 1,21 0,67 0,25

Salaire nominal ........................................ 0,10 0,61 1,82 2,56 3,54

Salaire r6el ........... ........................... - 0,03 - 0,03 0,61 1,91 3,35

Termes de l'echange ................................... 0,02 0,10 0,14 -0,02 -0,17

Capacite de progres technique

Indice d'innovation technologique ............. 0,00 0,05 0,43 1,25 2,29

Indice de diffusion technologique ............... 0,01 0,12 0,60 1,35 2,30

Qualite des biens

Indice de qualite moy. du panier de cons ... 0,00 0,05 0,38 1,07 1,90

Indice d'efficacite des biens d'invest.......... 0,00 0,13 0,71 1,81 3,50

Emissions de CO2 ....................................... - 1,20 - 6,03 - 12,43 - 14,15 - 16,04

% de subvention a la R&D .......................... 4,09 18,12 30,00 30,00 30,00

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Tableau 4. Les r6sultats sectorels pour la production et les exportations en 2020 dans les cas progres technique endogene

(% d'ecart au compte central)

Production Exportations

TS TCS TRD TS TCS TRD

Agriculture ........................................ -0,45 -0,20 0,08 1,05 - 1,62 0,69

Charbon ............................................... 33,21 -34,42 -34,15 -3,89 -26,35 -22,71

Petrole ................................................. -3,91 -3,59 -3,28 - 1,92 - 1,19 -0,03

Gaz naturel ......................................... -8,21 - 7,89 - 7,59 - 17,77 - 9,39 1,85

Electricit ............................................ -7,46 - 7,11 - 6,78 -9,88 - 11,08 - 6,27

Metaux ................................................ -6,75 -8,70 -7,00 -9,07 -10,11 -9,23

Chimie ................................................. 0,00 - 1,34 1,32 -0,57 - 1,81 3,11

Autres industries Interieur en energie . - 0,40 - 0,79 0,05 - 1,80 -1,18 0,71

Biens electriques ................................. 1,68 0,83 3,16 3,54 1,63 6,45

Equipements de transport.................... 2,23 1,14 3,76 3,85 1,36 6,11

Autres biens d'6quipement ................. 2,00 0,64 2,88 2,79 1,16 4,93

Biens de consommation ...................... 0,60 0,44 1,83 3,03 - 0,01 2,56

Construction ........................................ - 0,75 - 0,05 0,21 4,29 0,33 2,78

Telecommunications ........................... - 0,85 0,97 1,68 5,31 0,50 4,01

Transports ........................................... -1,99 -2,35 - 1,61 -3,61 -3,30 -3,13

Cr6dit et assurance .............................. -0,55 0,56 0,81 4,17 0,60 1,32

Autres services marchands .................. -0,87 0,31 0,97 5,64 0,24 - 0,08

Services non marchands ...................... - 0,59 0,35 0,56 2,58 0,58 1,27

TS : Taxe non recyclee, TCS: Taxe recyclee par une baisse des cotisations sociales employeurs, TRD: Taxe recy- clee par une aide a la R&D et une baisse des CSE.

Enfin, les ameliorations de 3,5 % de la qualite des biens d'investissement et de 1,9 % de celle des biens de consommation contribuent egalement au renfor- cement des gains de competitivite, avec une augmentation des exportations de 1,87 %.

Cette politique combinant a la fois une aide a la R&D, une taxation sur le CO2 et une baisse du taux de cotisations sociales des employeurs permet ainsi de renforcer le resultat precedent sur le double dividende emploi-environnement, avec la creation d'environ 1 500 000 emplois supplementaires; elle permet egalement d'annuler totalement le cout de la taxation pour les entreprises et les menages, en raison de gains nets de PIB et de consommation tres importants.

Ces resultats agreges pour l'Europe dissimulent cependant le fait que les secteurs energetiques et ceux intensifs en energie continuent a etre lourdement penalises (cf. tableau 4), ce qui doit conduire a envisager de nouveaux modes de redistribution pour ces secteurs : des aides a la R&D ciblees vers eux ou des aides a l'investissement qui leur permettraient de beneficier davantage des retombees positives des innovations, en accelerant le renouvellement de leurs capacites de production.

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CONCLUSION

Nous avons presente dans cet article un mode d'integration, dans le modele d'equilibre general GEM-E3-Europe, d'un module de progres technique endo- gene s'appuyant sur les avancees recentes de la litterature scientifique: le progres technique est endogeneise sur la R&D ; l'innovation qui en resulte prend les deux formes d'amelioration de la productivite globale des facteurs et d'amelioration de la qualite; les transferts de connaissances dus a l'innovation sont pris en compte par l'intermediaire de matrices d'echanges technologiques.

L'utilisation de ce nouveau modele pour l'evaluation des politiques classiques de lutte contre le changement climatique permet de deduire que l'endogeneisa- tion du progres technique allege le cofit de ces politiques, a la fois en terme de PIB et d'emploi. Cet allegement peut allerjusqu'a 50 % dans le cas oiu les couts initiaux supportes par les entreprises sont les plus eleves, c'est-a-dire dans le scenario d'une taxe non redistribuee, ou de celui de permis d'emissions mis aux encheres.

Dans le debat initialise par Nordhaus sur les effets du progres technique induit par les politiques de l'environnement, nous avons un point de vue relativement optimiste. Par rapport au modele a progres technique exogene, ou les firmes ne repondent que par des substitutions factorielles aux penalites sur le carbone, les entreprises etendent ici leurs reponses a la R&D et a l'innovation, ce qui leur permet de gagner en competitivite. En ce sens, le progres technique formalise ici ameliore necessairement la performance des entreprises ; on s'ecarte de la vision de Nordhaus dans laquelle le progres technique induit par les politiques de l'environnement n'est pas neutre et < evince > un progres technique favorable a la performance economique.

Enfin, l'endogeneisation du progres technique dans un modele applique permet d'etendre le champ des politiques qu'il est possible d'etudier a celles axees sur la recherche et l'innovation. En recyclant en partie par une aide a la R&D le produit de la taxation sur le CO2, ou si l'on veut le produit de la vente aux ench&res de permis d'emissions negociables, on peut ameliorer substantiel- lement le dividende d'emploi et de croissance, ce qui prouve au passage que le systeme fiscal peut etre ameliore.

II reste que les resultats presentes dans cet article doivent etre nuances et reevalues a l'aide d'un modele decrivant plus finement les incidences economi- ques de l'innovation technologique, avec introduction d'un progres technique non neutre qui permettrait de prendre en compte les effets d'eviction avances par Nordhaus entre differents types de progres technique; c'est le travail qui est aujourd'hui realise sur le modele GEM-E3-Europe.

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