A study on DEA-based environmental performance evaluation and quota allocation

Les problèmes environnementaux attire depuis longtemps l’attention du milieu académique. Cette thèse porte sur l’évaluation de la performance environnementale et l’allocation des quotas, deux problématiques importantes des problèmes environnementaux. Nous faisons appel à l’analyse d’enveloppement des données (data envelopment analysis (DEA) en anglais) qui est un outil de programmation mathématique connu pour évaluer l’efficacité des groupes de décideurs - DMUs (decision making units). Plus précisément, les modèles à gain total nul (zero sum gains (ZSG) en anglais), les modèles centralisés et à frontière uniforme sont des techniques souvent utilisées pour l’évaluation de la performance environnementale et l’allocation des quotas. En revanche, les modèles ZSG-DEA existants sont non linéaires, ce qui engendre des goulets d’étranglement dans l’application réelle. En outre, l’approche à frontière uniforme proposée par Gomes and Lins (2008) ne s’applique qu’au cas avec une sortie indésirable unique de la technologie de production et sous l’hypothèse de rendements d’échelle variables (variable returns-to-scale (VRS) en anglais). De plus elle ne peut pas prendre en compte l’intérêt global des DMUs, tandis que les modèles centralisés se concentrent uniquement sur l’intérêt global et ignorent les intérêts individuels.Cette thèse présente nos trois contributions principales sur ces deux sujets. Le premier travail (chapitre 3) met l’accent sur l’évaluation de la performance environnementale. Les modèles ZSG-DEA existants sont transformés pour la première fois en modèles linéaires ou linéaires paramétrés grâce à des propriétés analytiques. Ensuite, les modèles linéarisés sont adoptés pour évaluer la performance environnementale de 30 régions chinoises. Le deuxième travail présenté dans le chapitre 4 traite l’allocation des quotas de sorties indésirables en tenant compte des intérêts individuels. Le chapitre 5 traite le même sujet mais prend en compte en même temps les intérêts globaux et les intérêts individuels. Deux modèles ZSG-DEA améliorés sous les hypothèses VRS et CRS (constant returns-to-scale, ou rendements d’échelle constants) sont proposés dans le chapitre 4 pour surmonter l’infaisabilité des modèles existant dans la littérature. Comme la frontière uniforme joue un rôle important dans l’allocation des ressources, en nous basant sur les propriétés analytiques que nous démontrons, nous proposons un algorithme itératif pour calculer le plan d’allocation de quot