Cette thèse examine les conditions économiques dans lesquelles l’hydrogène vert peut être efficacement déployé pour accompagner la transition énergétique des secteurs industriels difficiles à décarboner. Ces secteurs sont complexes à verdir en raison de leur dépendance aux combustibles fossiles et aux procédés à haute température. Bien que l’hydrogène vert représente une alternative bas carbone prometteuse, son déploiement à grande échelle est freiné par des coûts initiaux élevés, une disponibilité limitée d’électricité renouvelable et des incertitudes sur ses effets macroéconomiques. Cette thèse combine une analyse coût-bénéfice sectorielle, un modèle d’allocation intersectorielle et des simulations de croissance économique à long terme afin d’identifier des stratégies efficaces et des politiques publiques adaptées pour étendre l’usage de l’hydrogène tout en maintenant la compétitivité économique et les objectifs climatiques.Le premier chapitre porte sur le déploiement précoce via des projets pilotes. Il propose un cadre élargi d’analyse coût-bénéfice (ACB) intégrant les effets d’apprentissage et le progrès technique induits par ces investissements. Appliquée au secteur du verre creux en France, l’analyse montre que prendre en compte les apprentissages sectoriels réduit significativement le coût d’abattement estimé des fours hybrides hydrogène-électricité, justifiant ainsi un soutien public ciblé. L’étude démontre qu’une subvention bien conçue, combinée à une taxe carbone, permet d’aligner les incitations privées sur l’optimum social, et favorise l’adoption précoce de technologies bas carbone de rupture.Le deuxième chapitre aborde l’allocation optimale d’un approvisionnement limité en hydrogène entre différents usages finaux. Il développe un cadre de méritorde fondé sur la maximisation du bien-être social, tenant compte de l’intensité carbone, des coûts d’abattement, du potentiel d’apprentissage et de la disponibilité d’alternatives bas carbone. Les résultats montrent que ce classement est dynamique : à mesure que le coût social du carbone augmente, les secteurs plus émetteurs ou à fort potentiel d’apprentissage doivent être priorisés, même avec des coûts initiaux plus élevés. Les secteurs sans alternatives crédibles doivent aussi être ciblés. Un modèle dynamique à deux périodes montre que des investissements précoces dans certains secteurs coûteux peuvent générer des bénéfices futurs via l’apprentissage. Ce chapitre évalue également des politiques de second rang et conclut que les subventions à la demande, ciblant les utilisateurs finaux, sont plus efficaces que les aides à la production. Une calibration sur la zone industrielle-portuaire de Marseille-Fos souligne l’importance d’adapter les politiques aux réalités locales.Le troisième chapitre élargit l’analyse au niveau macroéconomique via un modèle de croissance à deux secteurs, adapté aux petites économies ouvertes dépendantes des énergies fossiles. L’Uruguay sert d’étude de cas. L’analyse débute par une ACB sectorielle évaluant les incitations à substituer les combustibles fossiles par de l’hydrogène vert. Le modèle explore ensuite comment l’hydrogène vert et ses dérivés peuvent soutenir la transformation structurelle, réduire la dépendance énergétique et atteindre les objectifs climatiques. Les simulations montrent que combiner une taxe carbone et un investissement vert génère les meilleurs résultats : croissance durable, hausse des revenus et forte baisse des émissions. Des analyses de sensibilité confirment la robustesse des résultats face à différents scénarios. Dans l’ensemble, cette thèse fournit des éléments concrets pour orienter les décisions d’investissement et les politiques publiques en faveur d’un déploiement efficace de l’hydrogène vert, en particulier dans les pôles industriels et les économies émergentes en transition vers la neutralité carbone.
