Intégration régionale et croissance : un modèle d équilibre général appliqué avec progrès technique endogène

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1 Intégration régionale et croissance : un modèle d équilibre général appliqué avec progrès technique endogène Sabine Mage Résumé : L objet de cet article est d étudier le lien entre ouverture commerciale et croissance à l aide d un modèle d équilibre général appliqué qui incorpore les phénomènes décrits par les nouvelles théories de la croissance. Le progrès technologique est endogène et résulte de l activité de la recherche. Une hypothèse d externalités de connaissances technologiques qui se diffusent entre pays est également introduite. Le modèle analyse les conséquences de l adhésion de la Pologne à l Union Européenne sur le taux de croissance et le bien-être des agents. Les résultats montrent que l intégration régionale a un impact positif lorsque les externalités internationales sont prises en compte. Une politique de subvention à la recherche permet également d amplifier les effets positifs de l intégration. Abstract : The aim of this article is to investigate the relationship between trade liberalization and economic growth. We implement an applied general equilibrium model which introduces the developments of the new growth theory. The technological progress is endogenous and results from the research and development activity. Our model is specified and calibrated on Polish data to evaluate the impact of Poland s accession to the European Union on the growth rate and social welfare. The results show that regional integration has a positive impact when international technological spillovers are taken into account. A subsidy to research and development allows to magnify the trade policies effects. Classification JEL : C68 ; F12 ; F15 ; F47 ; O33 ; O38 EURIsCO-Université de Paris Dauphine Place du Maréchal de Lattre de Tassigny Paris cedex 16. Tél : sabine.mage@dauphine.fr. 1

2 1 Introduction Les modèles d équilibre général appliqués à la politique commerciale intégrent aujourd hui la possibilité de gains dynamiques à l échange. Cependant, dans la plupart de ces modèles, les déterminants du taux de croissance sont exogènes. Récemment, les modèles appliqués se sont inspirés des nouvelles théories de la croissance en accordant un rôle important à l activité de recherche (Baldwin et Forslid, 1999 ; Diao, Roe et Yeldan, 1999 ; Rutherford et Tarr, 2002). La majorité de ces modèles prend également en compte les résultats des travaux économétriques sur la présence d externalités de connaissances technologiques qui se diffusent entre pays (Coe, Helpman et Hoffmaister, 1997). A notre connaissance, dans le champ de l économie internationale, seuls Diao et alii. (1999) proposent une formalisation de la décision endogène de recherche et développement (R&D) et de l adoption de l innovation. Le travail présenté ici s inscrit dans cette voie de modélisation. L introduction d un progrès technique endogène permet de réduire l écart important entre les avancées théoriques et l état de l art de la modélisation appliquée. De plus, la complexité des modèles théoriques de croissance endogène oblige souvent à se concentrer sur l état stationnaire. Dans les modèles appliqués, tout en introduisant une structure très désagrégée de l économie, il est plus facile de déterminer le sentier d ajustement des différentes variables. Le modèle proposé dans cet article rend compte de la dynamique transitoire et de l équilibre de long terme. Ce point est essentiel pour analyser les conséquences de l ouverture. En effet, une politique commerciale favorable à long terme peut cependant entraîner à court terme des coûts d ajustements pour certains secteurs de production et catégories de ménages. Les éventuels sacrifices consentis par les ménages ont alors des implications importantes dans l évaluation du bien-être. A l aide d un modèle d équilibre général appliqué, l article étudie l impact de l intégration de la Pologne à l Union Européenne (UE) sur le taux de croissance économique et le bien-être des agents. Pour mettre en relief les effets de la libéralisation, des politiques de subvention à la R&D sont également envisagées. L article est organisé de la façon suivante. La deuxième section présente la structure du modèle et s attache à mettre en évidence les mécanismes économiques les plus importants. La troisième section propose une analyse des résultats des politiques économiques. La dernière section conclue. 2

3 2 Le modèle Cette section examine les mécanismes économiques mis en oeuvre dans le modèle et les hypothèses retenues. La présentation est volontairement peu formalisée 1. L accumulation de la connaissance est la source de la croissance et le progrès technique, résultant de l activité de R&D, prend la forme d une augmentation du nombre de variétés de biens de production (biens intermédiaires) 2.Cemodèlepermetdonc de mesurer l impact de la mise en place de politiques économiques sur le taux de croissance de long terme. 2.1 Les secteurs de production - Le secteur de la recherche : La production de nouvelles connaissances est à rendements d échelle constants, et, comme dans Romer (1990), dépend du stock de connaissance déjà accumulé 3.En revanche, l émergence de nouvelles idées dépend du capital humain (pour lequel elle est relativement plus intensive) mais aussi de la quantité des autres travailleurs. Soit A(t) le stock de connaissance disponible à une date t, L rd (t) la quantité de travail non qualifié eth rd (t) le capital humain. L équation d accumulation de la connaissance est la suivante : A(t +1) A(t) =Γ(t)L rd (t) γ LH rd (t) γ H A(t) (1) où Γ(t) est le paramètre de productivité de ce secteur. En suivant Diao et alii. (1999), il dépend d un coefficient de spillovers, sp(t), qui mesure les externalités technologiques internationales : Γ(t) =(1+sp(t))Γ 0 (2) où Γ 0 est le paramètre de productivité initial. Le coefficient de spillovers dépend positivement des stocks de connaissance des partenaires commerciaux pondérés par la part des importations de biens à fort contenu technologique en provenance de chaque région. Cette hypothèse implique qu un accroissement des échanges avec des pays avancés sur le plan technologique permet d augmenter le stock de connaissance du pays domestique. - Le secteur de la production des biens intermédiaires : 1 L ensemble des équations du modèle est disponible sur demande à l auteur. 2 Les théories de la croissance endogène sont exposées en détail par Barro et Sala-I-Martin (1995) et Schubert (2000). 3 Le stock de connaissance accumulé est un bien public pur et agit comme une externalité positive qui vient augmenter la productivité de la recherche courante. 3

4 Dans ce secteur, une entreprise peut à tout moment se créer pour produire une nouvelle variété de bien intermédiaire grâce à l achat d un brevet au secteur de la recherche. L achat de ce brevet confère un pouvoir de monopole permanent à l entreprise. La structure de marché de ce secteur est la concurrence monopolistique. Le comportement des firmes est le même que celui proposé par Romer (1990). A chaque période, il existe A variétés de biens intermédiaires et donc A entreprises. L équilibre est symétrique : chaque monopoleur produit la même quantité k d une variété. Le capital différencié disponible à une date donnée est alors Ak. La production agrégée du capital différencié est une fonction de Cobb-Douglas des différents biens finals de haute technologie (destinés à l investissement) et non pas d un bien unique comme dans le modèle traditionnel. - Le secteur de la production de biens finals : Il opère sous les conditions de la concurrence parfaite. La valeur ajoutée de chaque bien final est une fonction du capital différencié (composé par les différentes variétés de biens intermédiaires), du travail non qualifié et du capital humain. En s inspirant de la classification de l O.C.D.E. (2003a), une distinction entre les secteurs de biens finals de faible technologie (agriculture, industrie agro-alimentaire, textiles...) et haute technologie (équipement électronique, équipement de transport...) est introduite. Cette désagrégation (dix secteurs sont considérés) permet d étudier la réallocation intersectorielle des ressources et de mieux comprendre le rôle des externalités internationales. La production des secteurs de biens finals de haute technologie est intensive en capital humain. Ces branches sont donc en concurrence avec le secteur de la recherche dans l allocation de cette ressource. Les biens finals servent à la fois le marché domestique et le marché étranger 4. La demande domestique se répartit entre la consommation finale des ménages et du gouvernement, la consommation intermédiaire des entreprises du secteur des biens finals et l investissement. 2.2 Les agents L agent représentatif maximise une fonction d utilité intertemporelle sous l hypothèse d anticipations rationnelles. La fonction d utilité instantanée est de la forme : u(c(t)) = C(t)1 1 σ σ (3) 4 Cette répartition se fait selon une fonction à élasticité de transformation constante. Du côté de la demande, une fonction d Armington (1969) permet de déterminer pour chaque catégorie de biens i, la part relative des biens produits localement et importés. 4

5 où C(t) est la consommation agrégée à chaque date et σ est l élasticité de substitution intertemporelle. La consommation agrégée est une fonction de Cobb-Douglas des consommations en chaque bien final i. Le revenu du consommateur comprend les revenus des facteurs primaires mais aussi la valeur des entreprises monopolistiques. Le bien-être est mesuré par la variation équivalente de consommation 5. Le gouvernement fournit des biens et services à un niveau exogène. Son revenu dépend des droits de douane ad valorem, des impôts sur les ménages, des impôts sur les entreprises et des taxes à la consommation. Par souci de réalisme, un déficit budgétaire est autorisé 6. La participation du gouvernement à la consommation et à l investissement joue un rôle important dans les résultats. En effet, la mise en place de politiques économiques modifient le revenu de l autorité fiscale et donc son épargne. 3 Analyse des politiques économiques Les différentes politiques économiques envisagées sont simulées sur 150 périodes, chaque période représentant une année. L année de référence est La principale source de données utilisée est la base GTAP, version 5 (Dimaranan et McDougall, 2002). Les informations relatives à la R&D sont issues des bases de données sur la science et la technologie de l O.C.D.E. (2003b). Trois partenaires commerciaux sont considérés : l UE ; les PECO et la Russie ; le reste du monde. En 1997, les droits de douane relatifs aux secteurs de haute technologie sont en moyenne de 15 % sur les importations en provenance des différentes régions. La protection du secteur agricole et de l industrie agro-alimentaire est plus élévée. Les droits de douane atteignent en 1997, pour les produits en provenance de l UE par exemple, 30% pour les biens agricoles et 60% pour l industrie agro-alimentaire. Le taux de croissance de l état stationnaire initial (l année 1997), noté g0, est égal à 3%. Il s agit d une moyenne des taux de croissance de la Pologne sur la période La valeur de l élasticité de substitution intertemporelle σ est fixée à 0, 08 et le taux de préférence pour le présent ρ à 0, La variation équivalente mesure le supplément de consommation qui doit être donné à l agent représentatif avant le choc de politique économique pour qu il ait le même niveau de satisfaction que celui qu il atteindrait après la mesure de politique économique. 6 De la même façon, le modèle n impose pas que la balance commerciale soit équilibrée. Dans les simulations, nous nous assurons que les déficits internes et externes soient contenus à long terme. 7 Cette hypothèse d état stationnaire, retenue dans la plupart des modèles d équilibre général appliqués, peut être critiquée en particulier pour les économies en développement et les économies en transition. C est pourquoi, il est plus réaliste de considérer une moyenne de taux de croissance sur une période passée. 5

6 3.1 L intégration régionale La Pologne intègre l UE en C est un scénario de politique économique annoncée qui implique une suppression des droits de douane sur tous les biens en provenance de l UE, une réduction des droits de douane sur les biens en provenance des PECO et de la Russie et du reste du monde. Pour ces deux derniers partenaires commerciaux, la réduction de la protection sur les biens à fort contenu technologique est importante (baisse de 80% des droits de douane) alors que pour le secteur agricole et le secteur textile notamment, la réduction est plus faible (baisse de 30% des droits de douane). Ce choix est dicté par la politique commerciale de l UE. Les simulations sont menées sans et avec l hypothèse de spillovers internationaux. Scénario 1: Adhésion de la Pologne à l UE sans l hypothèse d externalités technologiques internationales (politique annoncée) En l absence de spillovers internationaux, l impact de l intégration régionale est principalement lié à la réallocation des ressources dans l économie. Cette réallocation provoque des effets opposés sur le taux de croissance. L ouverture des secteurs de haute technologie permet de libérer des ressources en capital humain pour le secteur de la recherche et contribue ainsi à accroître l accumulation de la connaissance, source ultime de la croissance. De plus, les biens de haute technologie sont en grande partie destinés à l investissement. Une diminution de leur prix réduit les coûts supportés par les monopoleurs qui sont alors plus incités à acquérir un brevet. Le nombre de variétés de biens intermédiairesaugmenteetletauxdecroissance progresse. Inversement, la libéralisation des secteurs de faible technologie a un effet indirect défavorable sur le taux de croissance de long terme. La réduction des droits de douane sur les biens agricoles ou sur les textiles implique en effet une hausse du prix relatif des biens de haute technologie et un coût de l investissement plus élevé. De plus, si cette évolution conduit les secteurs de haute technologie à produire plus, des ressources en capital humain seront détournées du secteur de la recherche. L effet sur le nombre de variétés de biens intermédiares est cependant incertain car la demande des secteurs de haute technologie pour le capital différencié va augmenter. L impact de l intégration régionale sur le taux de croissance à long terme dépend donc de mécanismes économiques qui jouent en sens inverse. Les résultats montrent qu à long terme, les effets se sont compensés. L évolution du taux de croissance est représenté sur la figure 1. A partir de la période 90 (horizon 2087), le taux de croissance retrouve la valeur du scénario de référence, c est à dire 3%. Le profit des entreprises en monopole est également pratiquement inchangé (+0,5% à long terme). La quantité de capital humain consacré à l activité de R&D n est pas modifiée. Au cours de la transition, les périodes postérieures à l intégration font apparaître une 6

7 légère détérioration du taux de croissance (après la période 9 sur le graphique). Le taux de croissance le plus bas est égal à 2,9%, ce qui représente une très légère baisse par rapport à la valeur du benchmark. Ces résultats mitigés s expliquent aussi par la perte des revenus de droits de douane de l autorité fiscale qui consacre moins de ressources à l investissement. Figure 1: Evolution du taux de croissance économique lors de l intégration régionale 3,80% 3,60% 3,40% 3,20% 3,00% 2,80% sans spillovers avec spillovers L impact de l intégration régionale sur le bien-être est négatif. La variation équivalente est égale à -19%. Les ménages supportent donc à chaque période une perte de leur niveau de consommation de 19% par rapport au scénario de référence. Ils anticipent en effet la libéralisation commerciale et la hausse du déficit budgétaire de l Etat 8. Les ménages épargnent au profit de l investissement et de la production de capital hétérogène et en prévision du remboursement des intérêts de la dette. Scénario 2 : Adhésion de la Pologne à l UE avec l hypothèse d externalités technologiques internationales La présence d externalités internationales est introduite par l intermédiaire d un coefficient de spillovers qui modifie la productivité du secteur de la recherche domestique. D après la littérature économétrique, les externalités technologiques internationales émanent des importations de biens manufacturés qui permettent d accroître, via une diffusion technologique, le stock de connaissance du pays d acceuil. La valeur du coefficient de spillovers dépend d une élasticité (paramètre) qui mesure la réaction de l accumulation de la connaissance domestique par rapport aux stocks de R&D étrangers. Les estimations de cette élasticité varient dans la littérature économétrique. C est pourquoi plusieurs valeurs ont été prises en compte dans les simulations. Les résultats présentés dans le scénario 2 qui tiennent compte d une 8 Lorsquelapertedesrevenusdesdroitsdedouaneestcompenséeparunehaussedelataxeà la valeur ajoutée, la variation équivalente est évaluée à -14,7%. 7

8 forte élasticité montrent que l intégration régionale permet d améliorer le taux de croissance de long terme (figure 1). A l état stationnaire final, il atteint 3,238%, soit une augmentation de 0,238 points par rapport à l état stationnaire initial. De plus, la dynamique transitoire montre que, contrairement au scénario 1, le taux de croissance est toujours supérieur à la valeur de l année de référence. La réallocation des ressources au profit du secteur de la recherche est importante. La quantité de capital humain dans le secteur de la recherche augmente de 6% au cours des vingt premières périodes et de 10% à long terme. Les profits des entreprises en monopole sont supérieurs de 2% par rapport à la valeur du benchmark. La hausse des importations des biens de haute technologie est le déterminant de la croissance économique. Une progression de 15 % des importations en machines et équipement et de 45 % pour celles des biens manufacturés de haute technologie en provenance de l UE est notamment observée. L hypothèse de spillovers internationaux joue donc un rôle important dans les résultats. En effet, l impact de l adhésion à l UE sur le bien-être des ménages est ici positif contrairement au scénario 1. La consommation est supérieure aux valeurs obtenues sans externalités internationales, à la fois au cours de la transition et à long terme. La variation équivalente est égale à 8,9%. 3.2 Les politiques de recherche et développement A l équilibre décentralisé, trop peu de ressources en capital humain sont affectées à la recherche. Une subvention à la recherche est un instrument de politique économique qui permet de se rapprocher de l optimum social. Ainsi, l externalité créée par la recherche courante sur la recherche future est internalisée 9. Scénario 3 : Subvention à la R&D (politique non anonncée) Si le gouvernement met en place, dès 1997, un taux de subvention égal à 5%, le taux de croissance à l état stationnaire de long terme est d environ 3,21%, ce qui est légèrement inférieur à celui observé dans le scénario 2. En revanche, lorsque ce taux estde10%,letauxdecroissancedel étatstationnairefinal est de 3,42% (figure 2). Une politique de subvention à la R&D entraîne une réallocation des facteurs de production très importante à court terme. Les ressources en capital humain affectées à la recherche augmentent de 8% la première période qui suit le choc de politique économique et de 13% à long terme. L impact sur le bien-être est positif : la variation équivalente est égale à 9%. 9 La deuxième distorsion du modèle est liée à la tarification de monopole. Une subvention à l achat de bien intermédiaire est alors l instrument de politique économique approprié. 8

9 Figure 2: Evolution du taux de croissance économique lors d une subvention à la recherche 3,50% 3,40% 3,30% 3,20% 3,10% 3,00% Subvention à la R&D de 10% Il n est pas réaliste de supposer qu un pays cherche à améliorer ses performances économiques en économie fermée. Ce troisième scénario permet néanmoins de montrer que la Pologne pourrait avoir intérêt à mener une politique de soutien à la R&D en parallèle à une politique d ouverture commerciale. Scénario 4 : Intégration régionale et subvention à la R&D Cette dernier scénario met en évidence les conséquences de l intégration régionale lorsqu une politique de subvention à la R&D est également introduite. Le taux de subvention retenu est assez faible (5%). Cette simulation établit que l intégration, associée à une politique de R&D domestique, a des effets positifs à court terme et à long terme à la fois sur le taux croissance et le bien-être. Figure 3: Evolution du taux de croissance économique lors de l intégration régionale et d une subvention à la recherche 4,00% 3,80% 3,60% 3,40% 3,20% 3,00% Subvention à la R&D 5% et spillovers L effet bénéfique de la hausse des importations des biens de haute technologie sur la productivité du secteur de la recherche est amplifié par l instauration de la subvention. Cette dernière contribue à accroître le stock de connaissance domestique et ainsi la capacité d absorption technologique du pays. Les politiques cherchant à stimuler le stock de connaissance domestique et les politiques cherchant à tirer partie de la connaissance étrangère sont complémentaires. Il y a un effet rétroactif : 9

10 lesunesrendentlesautresplusefficaces et inversement. L évolution du taux de croissance est représenté sur la figure3.alongterme,letauxdecroissanceatteint 3,47%, soit une augmentation de 0,47 points par rapport au benchmark et de 0,09 points par rapport au scénario 2. La variation équivalente est égale à 20,3%. 4 Conclusion L articleprésenteunmodèled équilibregénéralappliquéquiincorporelesfondements de la théorie de la croissance endogène et permet d analyser le rôle des politiques économiques sur le taux de croissance de long terme. Le modèle est appliqué à l économie polonaise et étudie l impact de l adhésion de la Pologne à l UE. Les résultats proposés sont de plusieurs ordres. D une part, les simulations mettent en évidence qu en l absence de spillovers internationaux, les effets de l intégration régionale sur les performances économiques sont faibles. L ampleur réduite de la réallocation des ressources est à l origine de ce résultat. L impact de l adhésion de la Pologne à l UE sur le bien-être des ménages est négatif. D autre part, l introduction d externalités internationales implique un rôle positif de l intégration sur le taux de croissance économique mais aussi sur le bien-être des agents. Enfin, le modèle met en exergue l utilité d une politique favorisant l activité de R&D domestique pour amplifier les effets de l ouverture commerciale. 10

11 References [1] Armington P.S. (1969) A Theory of Demand Distinguished by Place of Production. International Monetary Fund Staff Papers, 16 (1), p [2] Baldwin, R.E. et Forslid, R. (1999) Putting growth effects in computable equilibrium trade models. In R.E Baldwin et J. Francois (eds.), Dynamic Issues in Applied Commercial Policy Analysis (pp ). Cambridge, New-York and Merlboune : Cambridge University Press. [3] Barro, R. J. et Sala-I-Matin, X. (1995) Croissance économique. New-York, Mc Graw Hill. [4] Coe, D., Helpman, E. et Hoffmaister, A. (1997) North-South R. & D. spillovers. TheEconomicJournal107, [5] Diao, X., Roe, T. et Yeldan, E. (1999) Strategic policies and growth : an applied model of R&D-driven endogenous growth. Journal of Development Economics 60, [6] Dimaranan, B. et McDougall, R. (2002) Global Trade, Assistance, and Production : The GTAP5 Data Base. Center for Global Trade Analysis, Purdue University. [7] O.C.D.E. (2003a) Tableau de Bord de la Science, de la Technologie et de l Industrie. Organisation de Coopération et de Développement Economique, janvier [8] O.C.D.E (2003b) Statistiques de base de la Science et Technologie. Organisation de Coopération et de Développement Economique, janvier [9] Romer, P. (1990) Endogenous technological change. Journal of political Economy 98, S71-S102. [10] Rutherford, T. et Tarr, D. (2002) Trade liberalization, product variety and growth in a small open economy : a quantitative assessment. Journal of International Economics 56, [11] Schubert, K. (2000) Macroéconomie : comportements et croissance. 2ème édition, Vuibert. 11