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Microéconomie de l’Innovation Sylvain Béal, Université de Nice Sophia Antipolis beals@gredeg.cnrs.fr http://hp.gredeg.cnrs.fr/beals/ Master II de Sciences Economiques version : 22 janvier 2009
Introduction générale
I Recherche et Développement 1 Course à l’innovation 1.1 Le cadre modèle. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . 1.2 Equilibres. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3 Optimum social. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4 Vitesse de découverte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 Coopération en R&D et concurrence 2.1 Le cadre du modèle. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . 2.2 L’équilibre parfait en sous-jeux. . . . . . . .. . . . . . . . . . 2.3 Résolution. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4 Coopération. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Les brevets 3.1 Définition et problématique. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2 Cadre du modèle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3 Durée optimale du brevet. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
II Adoption d’une Technologie et Effets de Réseau 4 Externalités de réseau 4.1 Adoption d’un service de communication. . . . . . . . . . . . . 4.2 Standardisation ou variété. . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . 4.3 Optimum social et standardisation. . . . . . .. . . . . . . . .
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5 Evolution vs optimisation 5.1 La paradigme évolutionniste. . . . 5.2 Un exemple : DSK vs QWERTY. 5.3 Le statut d’un modèle darwinien en 5.4 La dynamique du réplicateur. . . .
Bibliographie
. . . . . . . . . . . . économie . . . . . .
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Introduction générale
La question de la production de l’innovation et de sa diffusion est sans aucun doute un enjeu économique. Sur le plan macroéconomique, tout d’abord, puisque des grappes d’innovations peuvent être à l’origine de cycles économiques ou de régimes intertemporels de croissance. Les modèles de croissance endogène avec microéconomie de l’innovation constituent un bon exemple des effets de l’intro-duction des innovations au niveau microéconomique sur le taux de croissance de l’économie. Dans cet esprit, le modèle de Grossman et Helpman (1991) décrit la manière dont les investissements de R&D engagés par les firmes affectent les fonctions objectifs à la fois des firmes et des consommateurs. D’un côté, l’intro-duction d’une nouvelle variété d’un bien se traduit pour la firme par un pouvoir de monopole. D’un autre côté, l’accroissement de la variété accroît l’utilité ins-tantanée des consommateurs. Cependant, pour obtenir un pouvoir de monopole les firmes doivent engager préalablement des efforts de R&D, qui lui permet-tront de mettre au point une découverte, une innovation. De plus, pour que cette découverte lui procure une position de monopole, il est nécessaire qu’elle soit protégée par un brevet qui lui assure l’exploitation exclusive de ce nouveau produit. Cette position de monopole est fonction de la durée de vie du brevet. Pour ce qui concerne les consommateurs, l’allocation optimale de leur budget déterminent le montant de consommation de chacun des biens différenciés et par reflète le taux d’adoption de l’innovation dans l’économie.
Dans ce cours, on se focalisera uniquement sur les déterminants microécono-miques de l’innovation sans nous occuper de ses effets sur les taux de croissance de l’économie, le chômage, ou quelque autre variable macroéconomique. Le cours sera divisé en deux grandes parties. La première concernera la production de l’in-novation par les firmes. La seconde partie concerne le processus d’adoption de l’innovation par les consommateurs.
La première partie est divisée en trois sections.
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La section 1 présente un modèle de course à l’innovation. Lorsque les firmes s’engagent dans un programme de R&D, le retour sur investissement est aléa-toire. La raison est que la découverte de l’innovation est par nature incertaine et chaque firme peut être devancée par un concurrent, auquel cas, il n’y a par de retour sur l’investissement de R&D. Sachant cela, les firmes vont-elles investir ? Si tel est le cas, quel est le profit qu’elles peuvent espérer ? Combien de temps faut-il attendre avant qu’une innovation soit découverte ? Le montant des inves-tissements engagés est-il optimal d’un point de vue social ?
Dans la section 2, on présente un modèle où les firmes se font concurrence dans le secteur de la R&D puis sur un marché de bien final. Ici, on supposera que, en moyenne, l’investissement dans le secteur de la R&D est profitable, dans le sens où il induit une baisse du coût marginal de production dans le secteur du bien final. Cependant, investir dans un laboratoire de R&D est coûteux. Outre l’investissement en matériel, il existe des coûts de fonctionnement (sa-laires, entretien des locaux, sécurité,. . .) et ceux-ci croissent rapidement avec la taille du laboratoire. De plus, l’investissement en R&D profite en partie à la firme concurrente. En fait, il est rare qu’une découverte soit gardée secrète, tout simplement parce que les chercheurs peuvent changer de laboratoire en proposant leurs services au concurrent, ou parce que la publication des résultats d’un groupe de chercheurs est déjà une information exploitable, ou encore parce que la diffusion sur le marché du produit révèle tout simplement les secrets. Les firmes ont-elles intérêt à investir de grosses sommes dans la R&D sachant qu’une partie de leur résultat profite au concurrent et qu’un laboratoire fonctionne sous des rendements décroissants ? Quelle quantité de bien final vont-elles offrir sur le marché ? Dans quelle mesure leur profit dépend de leurs efforts de R&D ? Ont-elles intérêt à coopérer dans la phase de R&D pour partager les coûts de financement du laboratoire et éviter la diffusion des informations ?
Dans la section 3, on présente un modèle qui permet de déterminer la durée de vie optimale des brevets. La durée de vie des brevets est déterminée par un planificateur. Celui-ci a pour objectif de maximiser le bien-être social, c’est-à-dire la somme du surplus des consommateurs et du profit de l’innovateur. Ainsi, il doit tenir compte du fait que le bien-être social dépend de l’incitation qu’il donne aux firmes pour innover. D’un côté, si la durée de vie du brevet est trop courte, une firme peut calculer que la protection dont elle bénéficie n’est pas suffisante pour couvrir des investissements importants en R&D. Dans ce cas, de
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faibles montants sont investis, et les innovations induites sont à faible contenu technologique. Le profit de la firme n’augmente pas fortement et le bien-être social s’en ressent. D’un autre côté, si la durée de vie légale du brevet est trop importante, la position de monopole de l’innovateur pénalise lourdement les consommateurs, et le bien-être social s’en ressent aussi. Sous quelles conditions une durée de vie finie du brevet maximise le bien-être social ? Autrement dit, quels sont les paramètres qui entrent en jeu pour déterminer si une innovation doit rester exclusive ou non ?
Le seconde partie est divisée en deux sections. Dans ces deux sections on s’intéresse à la diffusion de technologies qui présentent une caractéristique par-ticulière. L’utilité que retirent les consommateurs d’une technologie dépend du nombre d’adopteurs : plus une technologie est répandue dans la population, plus son utilité augmente. On dit que ces technologies sont sujettes à des externalités de réseau. C’est le cas, par exemple, pour les technologies de communication (e-mail, fax, réseau téléphonique. . .).
Dans la section 1, on présente un modèle dans lequel un monopoleur in-troduit sur le marché une technologie sujette à des externalités de réseau. Les consommateurs ont des préférences différentes pour cette technologie : certains souhaitent a priori ne pas l’adopter, d’autres sont a priori prêts à l’essayer. Cependant, leur fonction d’utilité dépend négativement du prix d’abonnement proposé par le monopoleur et positivement du nombre d’adopteurs. De cette manière, un consommateur a priori pas très favorable à l’abonnement peut être incité à s’abonner si le prix de l’abonnement est faible. Quel prix d’abonnement va fixer le monopoleur pour maximiser son profit ? A ce prix, est-ce que l’en-semble du marché est couvert ? Ensuite, on présente un modèle proche du précédent, à ceci près que deux tech-nologies sujettes à externalités de réseau sont en concurrence sur un marché. Pensez à Mac/PC (avant l’introduction des logiciels de compatibilité !) Sous quelle condition une technologie emporte la totalité du marché ? Existe-t-il des situations d’équilibre économique où les technologies coexistent ? Ces équilibres maximisent-ils le bien-être social ?
Dans la section 2, on propose un paradigme alternatif pour expliquer l’émer-gence des situations d’équilibre. Jusqu’à présent, c’est-à-dire depuis que vous suivez des cours à l’Université, nous avons fait l’hypothèse que les agents éco-nomiques étaient parfaitement rationnels : ils étaient capables de calculer la