L'apport de Jean Tirole aux marchés de l'électricité

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Les articles théoriques du nouveau prix Nobel d'économie, Jean Tirole, ont largement contribué à la régulation concrète de l'industrie électrique. Par Claude Crampes et Thomas-Olivier Léautier, TSE

Jean Tirole vient de recevoir des mains du roi de Suède le « prix Nobel d'économie », qui reconnait l'excellence de ses travaux de recherche, en particulier dans les domaines de la concurrence imparfaite et de la régulation des entreprises en monopole.  Une partie important de ces travaux est consacrée à l'industrie électrique. Ce billet en résume les points principaux.

1   La régulation des entreprises en monopole

Au début des années 1990s, les travaux de Jean-Jacques Laffont et Jean Tirole ont profondément et durablement transformé la théorie et la pratique de la régulation des entreprises en monopole.

Le problème est le suivant : certaines entreprises, par exemple un réseau de distribution d'électricité, sont en situation de monopole naturel. Il serait en effet inefficace pour la société de construire dans la même ville deux réseaux distribuant l'électricité. En l'absence de concurrence, la puissance publique, en l'occurrence une agence de régulation, doit déterminer les conditions d'accès faites aux fournisseurs d'énergie et le prix auquel le monopole vend ce service. Il est assez naturel que le prix soit fixé au coût de l'accès. Un prix plus élevé génèrerait des profits injustifiés, un prix moins élevé conduirait à terme à la disparition de l'activité, aucune entreprise ne pouvant opérer durablement sans couvrir ses coûts.

La difficulté pour le régulateur est de déterminer ce coût de fourniture. Une première possibilité est d'utiliser les coûts comptables, tels que transcrits dans les états financiers de l'entreprise. La faiblesse de cette approche est que, si l'entreprise est autorisée à répercuter ses coûts sur le consommateur, elle n'a aucune incitation à exercer un effort pour les réduire.  Comme l'a observé dès 1935 John Hicks[1] : « the best of all monopoly profits is a quiet life ».

 Information asymétrique

Le régulateur peut-il estimer le potentiel de réduction des coûts ? Non, car l'entreprise possède une bien meilleure information sur ses coûts et son potentiel d'amélioration.  Que faire dans cette situation d'information asymétrique? Jean-Jacques Laffont et Jean Tirole ont résolu ce problème[2]. Ils montrent que le régulateur doit explicitement prendre en compte l'asymétrie d'information, et offrir un menu de contrats à l'entreprise régulée dans lequel sont proposées différentes possibilités de partage des coûts. Celle-ci va choisir le contrat qui correspond le mieux à son potentiel d'amélioration. De plus, le contrat incite l'entreprise à atteindre sont potentiel d'amélioration.  En contrepartie, l'entreprise conserve une rente d'information.  Les bons contrats limitent cette rente au minimum pour assurer le bon comportement de l'entreprise.

La théorie économique au service de la résolution de problèmes concrets

Cet exemple illustre bien les caractéristiques de toutes les contributions de Jean Tirole. Premièrement, il met la machine de la théorie économique au service de la résolution de problèmes concrets et importants pour la société. Lorsque les auteurs de ce blog ont participé à la mise en place d'agences de régulation en Argentine en 1995, ils ont pu directement mettre en œuvre les recommandations de Jean-Jacques Laffont et Jean Tirole.

Deuxièmement, ses travaux représentent le monde comme il est, avant d'édicter des principes destinés à en améliorer l'organisation et le fonctionnement dans un sens favorable à l'intérêt collectif. Tirole prend  en compte les imperfections réelles, en particulier l'asymétrie d'information entre régulateur et entreprises, et propose des solutions qui tiennent compte de ces imperfections. S'il faut parfois abandonner des rentes informationnelles à certains agents, les mécanismes conçus permettent de les minimiser.

Troisièmement, les modèles développés par Jean Tirole pour décrire la réalité sont extrêmement simples et élégants. Ils offrent donc une plateforme de réflexion et servent  de point de départ à de nombreux autres chercheurs.

2   Les réseaux de transport d'électricité

Lors de la restructuration de l'industrie électrique dans les années 1990, le réseau de transport à concentré une part importante de l'attention des pouvoirs publics et des chercheurs académiques. Le réseau étant le lieu physique du marché de gros, tous se sont accordés sur l'impératif que l'accès au réseau soit non-discriminatoire. Les pays concernés par la libéralisation  ont adopté différents modèles pour garantir cet accès : les pays européens (à l'exception de la France et de l'Allemagne) ont créé des Gestionnaires de Réseau de Transport indépendants des opérateurs historiques intégrés, tandis qu'aux Etats Unis la gestion des réseaux était confiée à des opérateurs indépendants.

Deux questions restaient à résoudre. Premièrement, sous quelles conditions économiques vendre l'accès au réseau de transport ?  Il s'agissait là d'un problème nouveau : les électriciens étant verticalement intégrés, la question ne s'était jamais posée. La solution la plus naturelle était de définir et d'échanger des droits physiques. Par exemple pour un échange intracommunautaire, un producteur français souhaitant exporter vers la Grande Bretagne doit se procurer la capacité de passage sur l'interconnexion.

Une autre solution, moins naturelle mais mieux alignée avec la complexité de la physique des réseaux maillés fut proposée par William Hogan, professeur à Harvard. Dans un article fondateur[3], il montre que des droits financiers de transport, qui payent à leur détenteur la différence de prix aux extrémités de la ligne, sont plus efficaces que des droits physiques en concurrence parfaite.  Si les droits financiers sont utilisés, le producteur n'aura pas besoin de se procurer la capacité physique sur la ligne. Il achètera un instrument financier qui compense la différence entre le prix en Grande Bretagne et le prix en France. Puis, il produira et vendra son électricité sur le marché de gros français, et achètera de l'électricité sur le marché de gros anglais pour la livrer à son client. Le droit financier le protège contre toute différence de prix, causée par exemple par la congestion sur la ligne.

Ainsi que mentionné, les droits financiers sont optimaux si les marchés sont parfaits. Avec Paul Joskow, professeur au Massachussetts Institute of Technology, Jean Tirole examine la situation lorsque les marchés sont imparfaits[4]. Ils montrent que, si un producteur en monopole ou un acheteur unique exercent leur pouvoir de marché, ils peuvent utiliser les droits de transport pour accroitre ce pouvoir de marché. Ils montrent aussi que les droits financiers sont en général préférables aux droits physiques : un producteur détenteur de droits physiques pourrait décider de ne pas utiliser l'ensemble de la capacité acquise pour augmenter ses profits, ce qui n'est pas possible s'il détient des droits financiers.

Ouvrir des lignes de transport à la concurrence

La deuxième question à résoudre était celle de l'ouverture de la construction de lignes de transport à la concurrence. La restructuration de l'industrie électrique s'appuyait en grande partie sur l'observation que la production d'électricité était désormais une activité concurrentielle : de récentes avancées technologiques, en particulier (i) l'augmentation phénoménale de la capacité de traitement de l'information, qui permet de coordonner par un marché la production de dizaines de centrales, et (ii) le développement de centrales à cycles combinées, plus petites et plus économes en investissement que les centrales nucléaires ou au charbon des années 1980s, rendaient en effet possible la concurrence entre producteurs.

Un nouveau type d'unités de production, dites marchandes, est apparu au début des années 1990: ces centrales vendent leur production sur les marchés de gros, ou par des contrats de long-terme, et ne sont plus nécessairement adossées à un électricien intégré.  De nombreux observateurs suggéraient que la même logique pouvait s'appliquer à la construction d'interconnexions : pourquoi ne pas autoriser les interconnexions « marchandes », pour lesquelles l'investissement est rémunéré par les marchés de gros ? Une solution naturelle serait d'accorder aux investisseurs dans une interconnexion les nouveaux droits financiers rendus possibles par celle-ci.

Paul Joskow et Jean Tirole examinent ce problème en partant du constat que les investissements dans le réseau de transport sont « discrets », et non pas continus. [5] Considérons à nouveau une interconnexion entre la France et la Grande Bretagne.  Sous des hypothèses raisonnables, on peut monter que la différence de prix aux extrémités de l'interconnexion diminue lorsque la capacité de celle-ci augmente. L'optimum social consiste à choisir la capacité de l'interconnexion de telle sorte que la différence de prix soit exactement égale au coût marginal de la capacité. En concurrence imparfaite, le premier investisseur choisit la capacité de sa ligne stratégiquement. Il peut maximiser ses profits, par exemple construire une ligne de capacité plus faible que l'optimum, pour capturer une différence de prix plus élevée. Il peut aussi essayer de bloquer l'entrée d'un autre investisseur, en construisant une ligne suffisamment grande pour que la différence de prix après construction soit trop faible pour permettre aux concurrents d'entrer.

Quel a été l'impact de ces articles sur les politiques publiques ? La plupart des marchés de l'électricité nord américains et européens ont progressivement opté pour des droits financiers plutôt que physiques, et les interconnexions marchandes sont l'objet de traitement spécifique par les régulateurs, par exemple, elles sont considérées comme facilités essentielles en Europe. Les préconisations de ces articles ont donc été suivies. Il est difficile d'attribuer des politiques publiques à des articles publiés dans des journaux académiques. Toutefois, les intuitions principales de ces articles sont bien ancrées chez les décideurs, et ont probablement influencé les choix: les droits financiers sont moins manipulables que les droits physiques, et les promoteurs de lignes marchandes peuvent exercer un pouvoir de marché ex post.

3       Concurrence sur le marché de la fourniture

Dans les années 1990, la quasi-totalité des observateurs pensaient que la concurrence dans le marché de détail serait suffisamment intense pour être efficace. L'activité de fourniture d'électricité (et aussi de gaz naturel) n'a donc pas attiré beaucoup de recherche académique.

Paul Joskow et Jean Tirole observent toutefois une imperfection importante dans la fourniture d'électricité : la plupart des consommateurs ne possédant pas de compteur précis, les fournisseurs leur vendent de l'électricité selon un profil de charge, qui ne correspond pas à leur consommation réelle, mais à une estimation. Le prix de l'électricité sur les marchés de gros variant de façon très importante entre les différents moments de l'année, une erreur d'estimation peut avoir des conséquences financières importantes. L'imperfection provient ici de la technologie de comptage. Joskow et Tirole examinent rigoureusement la concurrence en fourniture en prenant en compte cette imperfection, et montrent qu'elle réduit l'efficacité de ce marché aval.[6]

La concurrence en fourniture est un sujet essentiel pour l'industrie électrique. En Grande Bretagne, les pouvoirs publics soupçonnent une collusion, et ont diligenté une enquête. L'émergence des effaceurs de demande dans de nombreux pays européens relance le débat. L'article de Joskow et Tirole offre un cadre conceptuel clair pour examiner ces enjeux.

4     L'investissement en production et le marché de capacité

Dès le milieu des années 2000, l'attention des pouvoirs publics et des chercheurs académiques s'est tournée vers les problèmes d'investissement dans les moyens de production. Sommes-nous assurés que la main invisible du marché conduira aux investissements nécessaires pour garantir la sécurité d'approvisionnement du système électrique ? En d'autres termes, la concurrence ne risque-t-elle pas de conduire à trop de délestages ? Là encore, si les marchés sont parfaits, la main invisible fait son œuvre, et l'investissement est optimal.

Cependant, la crise californienne, qui a vu l'exercice du pouvoir de marché de quelques producteurs/négociants d'électricité conduire à des délestages dans une des économies les plus avancées du monde, a ébranlé la foi des analystes en l'efficience des marchés électriques. Une solution proposée par certains académiques, et mise en œuvre dans la plupart des marchés nord américains est la création de marchés de capacité : quatre ou cinq années avant une échéance donnée, le gestionnaire du réseau achète de la capacité aux producteurs. Ceux-ci reçoivent une prime de capacité, qui rémunère leur contribution à la sécurité d'approvisionnement, même s'ils ne produisent pas d'énergie.

Paul Joskow et Jean Tirole examinent la question, en relâchant plusieurs des hypothèses des marchés parfaits[7]. Leur article développe un formalisme économique rigoureux pour décrire la coexistence entre des consommateurs qui s'adaptent aux prix de gros (industriels), et d'autres qui font face à prix fixes dans le temps (en particulier les ménages), qui permet de définir d'une façon claire la problématique de sécurité d'approvisionnement. Joskow et  Tirole montrent dans quelles conditions les marchés de capacité conduisent à l'investissement optimal, et dans quelles conditions d'autres instruments sont nécessaires.

Le sujet de cet article est aussi pertinent aujourd'hui qu'il l'était hier. La Grande Bretagne vient de mettre en œuvre un marché de capacité, tandis que la France finalise les règles de son mécanisme de capacité.

Ni les marchés ni la régulation ne sont parfaits

Pour les auteurs de ce blog, ces travaux encouragent à l'optimisme. Ni les marchés ni la régulation ne sont parfaits, contrairement à ce qui est parfois naïvement supposé. Certains acteurs bénéficient de conditions favorables, par exemple d'avantages informationnels. Cependant, les travaux de Jean Tirole montrent que tout n'est pas perdu. Il est possible de mettre en œuvre des règles qui conduisent aux meilleurs résultats possibles, compte tenu de ces imperfections.

Pour être mises en œuvre, les recommandations issues de ces travaux nécessitent des agences de régulation fortes, compétentes, et indépendantes. Par exemple, le régulateur doit être prêt à laisser une rente visible à une entreprise régulée pour l'inciter à réduire ses coûts. Il devra tenir bon lorsque le public et les politiques lui reprocheront son apparent laxisme, et il lui faudra argumenter sur les mécanismes incitatifs à mettre en œuvre dans un monde où l'entreprise régulée possède plus d'information sur ses coûts et sur la demande que le régulateur.

Malheureusement, la nature humaine est imparfaite. Les agences de régulation, comme les entreprises, sont composées de professionnels qui pensent aussi à leur carrière. Dans certains cas, ces professionnels sont soumis à des pressions politiques explicites. Dans d'autres cas, les pressions exercées sont plus subtiles. Symétriquement, les entreprises régulées peuvent faire pression sur les régulateurs, voire les corrompre. Les régulateurs étant eux aussi imparfaits, il faut les surveiller. Faut-il confier leur surveillance aux politiques? Leur horizon de temps est notoirement court, la durée d'un mandat électoral. Alors aux citoyens ? Ils sont eux aussi victimes d'une importante asymétrie d'information et souvent manquent de l'expertise technique nécessaire.

La question n'est pas nouvelle. On la retrouve dans la République de Platon, puis dans les Satires de Juvenal[8] : « Quis custodiet ipsos custodes? », et plus récemment dans l'excellente bande dessinée « Watchmen[9] » : « Who watches the watchmen ? ».

La réponse de Jean Tirole (qui est aussi celle que Platon prête à Socrate) est résolument optimiste : chaque génération produira des hommes et des femmes qui, comme Jean-Jacques Laffont et Jean Tirole, feront passer l'intérêt collectif et la poursuite d'un objectif commun avant leurs propres intérêts, et s'efforceront d'exercer leurs fonctions avec rigueur et d'honnêteté. Cette pensée réjouissante est un beau cadeau de Noel.

Plus d'informations sur le blog de TSE

[1] John R. Hicks, Anual survey of Economic Theory: The Theory of Monopoly,  Econometrica, Janvier 1935, page 8.

[2]  Jean-Jacques Laffont et Jean Tirole, A theory of incentives in procurement and regulation, MIT Press , 1993. Traduit sous le titre Théorie des incitations et réglementation, Economica

[3] William W. Hogan, Contracts networks for electric power transmission,  Journal of Regulatory Economics, 4, 211-242, 1992.

[4] Paul Joskow and Jean Tirole, Transmission rights and market power on electric power networks, publié dans le RAND Journal of Economics, 31(2), 450-487, 2000.

[5] Paul Joskow and Jean Tirole, Merchant Transmission Investment, Journal of Industrial Economics, 53(2), 233-264, 2005.

[6] Paul Joskow et Jean Tirole, Retail electricity competition, RAND Journal of Economics, 37(4), 799-815, 2006.

[7]  Paul Joskow et Jean Tirole, Reliability and competitive electricity markets,  RAND Journal of Economics, 38(1), 60-84, 2007.

[8] Satire 6, lignes 347-348.

[9] Alan Moore, Dave Gibbons, et John Higgins, Watchmen, DC Comics, 1986.

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Commentaires
a écrit le 26/12/2014 à 14:53 :
Et si on faisait l'économie des économistes ?
a écrit le 19/12/2014 à 11:33 :
Réponse à Polo : Prix Nobel des joueurs de bonneteau ...
a écrit le 19/12/2014 à 7:33 :
Mais les économistes ont aussi leurs propres intérêts, qui sont de faire croire que le désordre qu'ils ont activement promu correspond à une amélioration pour la collectivité, afin de conserver leurs "rentes" académiques.
Doit-on vraiment leur faire confiance ?
Rendez-nous Marcel Boiteux et Pierre Delaporte, que nous vous échangeons volontiers contre plusieurs barils d'économistes...
a écrit le 18/12/2014 à 22:30 :
" Régulation des entreprises en monopoles " Excusez moi je ne suis pas allè plus loin , et l image d Attali met venue comme une évidence .
a écrit le 18/12/2014 à 18:27 :
Avant avec les monopoles d’État on avait de l'asymétrie d'information entre les dirigeants des dits monopoles et le gouvernement. Mais ce dernier avait en contrepartie son pouvoir hiérarchique (il nommait et révoquait les dirigeants). Et le consommateur-électeur ne connaissait qu'un responsable, le gouvernement, qu'il pouvait sanctionner électoralement. Ça ne marchait pas trop mal, mais ça avait un gros défaut, ça privait les actionnaires de juteux dividendes.
On a donc inventé ces usines à gaz, avec un monopole naturel dont on assèche les ressources, pleins d'opérateurs qui organisent une jungle des prix totalement opaque, des instances de régulation que personne ne contrôle vraiment et un État qui joue aux abonnés absents. Le consommateur, lui, n'a plus que ses yeux pour pleurer.
Réponse de le 18/12/2014 à 23:29 :
Tout à fait d'accord, c'était le modèle d'EDF défendu par Marcel Boiteux où il était "en tant que directeur général, le régulateur des tarifs d'EDF, et ce sous le contrôle d'un conseil d'administration comportant un tiers de représentant des usagers, un tiers de représentants du personnel et un tiers de représentants de l'état - le tout sous la supervision du gouvernement" (préface de Marcel Boiteux à l'ouvrage Energie - économie et politique).
Ce n'était pas parfait, mais on réalise maintenant que les autres solutions théoriques (soutenues par Tyrole?) passent encore moins bien l'épreuve de la réalité.
a écrit le 18/12/2014 à 17:34 :
Triste pays où on préfère les champions du café à des prix Nobel

Tant que les français voteront pour des Hollande Sarko Chirac etc ... ou pire Lepen on s'en sortira pas

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