vendredi 18 septembre 2009

Expérience n 5 : Les Externalités


Plan de l'article

Objectifs de cette expérience

Matériel nécessaire

Déroulement de l'expérience

Résultats, interprétation et discussion

Variantes

Références bibliographiques

Annexes

Objectifs de cette expérience

Ceci est une expérience sur les externalités. Elle s'inscrit dans le programme de Seconde (rentrée 2010) (Partie 3.2 "La pollution : comment remédier aux limites du marché ?") et celui de Première (rentrée 2011) (Partie 3.4 "Quelles sont les principales défaillances du marché ?").

Une externalité apparaît lorsque l'action d'un individu a une influence sur le bien-être d'un ou plusieurs autres individus sans que cela se traduise par des transactions entre l'individu à l'origine de l'externalité et ceux qui en bénéficient (externalité positive) ou en pâtissent (externalité négative). Il s'agit d'une défaillance de marché : la théorie économique montre qu'à l'équilibre concurrentiel (situation de laisser-faire), le producteur (ou le consommateur) génère trop d'externalités négatives ou trop peu d'externalités positives par rapport à l'optimum social.

Cette expérience simule une situation dans laquelle deux firmes se situent le long d'une rivière. La firme A se situe en amont et son activité génère une pollution de la rivière. La firme B se situe en aval et doit dépolluer l'eau de la rivière afin de pouvoir produire. Sans mécanisme limitant l'externalité négative générée par l'activité de la firme A, la pollution émanant de cette dernière risque d'être excessive au regard de la perte d'efficacité qu'elle fait subir à la firme B. En revanche, avec l'introduction d'un mécanisme limitant cette externalité, l'efficacité collective doit s'améliorer.

Certains élèves seront "de type firme A" : ils auront pour tâche de réaliser des multiplications relativement complexes à l'aide de plusieurs morceaux de papier à leur disposition et d'un crayon à papier. Leur production est évaluée par le nombre de calculs exacts produits. D'autres élèves seront "de type firme B" : après avoir reçu les feuilles de papier utilisées par les élèves-firme A, ils devront gommer les calculs présents sur ces feuilles puis utiliser ces feuilles dépolluées pour construire des avions en papier.

Ces tâches sont répétées deux fois au cours de deux périodes distinctes. Au cours de la première période, le fait que les élèves-firme A utilisent peu ou beaucoup de morceaux de papier pour effectuer leurs calculs n'a aucune conséquence pour eux. Leur gain dépend seulement du nombre de calculs exacts produits. Au cours de la deuxième période, en revanche, les élèves firme B sont propriétaires des morceaux de papier et les élèves firme A doivent donc acheter à un certain prix ces morceaux de papier aux élèves firme B. Le gain des élèves-firme A est toujours d'autant plus élevé qu'ils produisent beaucoup de calculs exacts mais, contrairement à la première période, d'autant plus faible qu'ils utilisent beaucoup de morceaux de papier pour effectuer leurs calculs. Il s'agit alors d'observer dans quelle mesure la pollution (la surface de papier crayonnée) diminue d'une période à l'autre et de mesurer les gains d'efficacité collective permis par l'attribution des droits de propriété sur les morceaux de papier aux élèves firme B.

Matériel nécessaire

1 feuille d'instructions par élève (Annexe 1)

1 feuille de résultats pour 2 élèves (Annexe 2)

1 feuille de papier A4 pour 2 élèves. Chaque feuille sera préalablement découpée en 10 morceaux de taille identique (Annexe 3) et des ensembles de 5 morceaux de papier seront constitués.

Quelques feuilles de brouillon (environ une pour deux élèves).

1 crayon à papier pour deux élèves.

1 gomme pour deux élèves. Prendre, si possible des gommes de tailles identiques (crayons à papier avec gomme par exemple)

Déroulement de l'expérience

1. Constitution des groupes et paires d'élèves et Lecture des instructions

L'enseignant désigne 1 ou 2 assistants de façon à ce que le nombre d'élèves restant soit pair. L'enseignant sépare les élèves restant en 2 groupes de tailles égales. Le groupe situé à la droite de l'enseignant est nommé groupe des élèves-firme A. Le groupe situé à la gauche de l'enseignant est nommé groupe des élèves-firme B. Chaque élève-firme A est alors associé à un élève-firme B.

L'enseignant et (le ou) les assistants distribuent une feuille d'instructions à chaque élève et une feuille de résultats à chaque élève-firme A (cette feuille de résultats sera également celle de l'élève-firme B associé). L'enseignant lit les instructions du jeu, répond aux questions et s'assure que chaque élève a compris les règles du jeu.

2. Le jeu

Période 1

L'enseignant demande aux élèves-firme A de ne conserver sur leur table qu'un crayon à papier (pas de calculatrices, portables…).

Les assistants distribuent à chaque élève-firme A 5 morceaux de papier. Ils laissent ensuite à la disposition des élèves-firme B quelques feuilles de brouillon.

L'enseignant rappelle aux élèves-firme A qu'ils auront 3 minutes pour résoudre le plus possible de multiplications parmi 10 multiplications qu'il va inscrire au tableau, et cela à l'aide des morceaux de papier et du crayon à papier dont ils disposent. Il demande aux élèves firme B de consacrer ces 3 minutes à s'entraîner à la construction d'avions en papier, les experts pouvant faire bénéficier de leurs connaissances aux moins avancés dans ce domaine.

L'enseignant déclenche son chronomètre et inscrit les 10 multiplications à résoudre au tableau. Il doit s'agir de multiplications à 3 chiffres par 2 chiffres (du type 376x92) de façon à ce que ces multiplications ne puissent normalement pas être effectuées de tête.

A l'issue des 3 minutes, l'enseignant donne les résultats des multiplications et demande aux élèves-firme A d'inscrire les points obtenus sur leurs feuilles de résultats (1 point par calcul exact). L'enseignant demande alors à chaque élève-firme A de donner à l'élève-firme B auquel il est associé ses 5 morceaux de papier ainsi que la feuille de résultats. Il peut également demander aux élèves-firme B de vérifier que leurs élèves-firme A associés n'ont pas commis d'erreurs dans le comptage des points. L'enseignant et ses assistants veillent à ce que les élèves-firme B ne commencent pas leur activité avant que le signal soit donné.

L'enseignant rappelle aux élèves-firme B qu'ils vont avoir 3 minutes pour réaliser des avions en papier, que ces avions devront être propres (toutes les marques de crayon doivent être gommées) et pouvoir voler et qu'il n'est pas autorisé de déchirer certaines parties des morceaux de papier dont ils disposent. Le chronomètre est déclenché.

A l'issue des 3 minutes, l'enseignant demande aux élèves-firme B de stopper leur activité et d'enregistrer leurs points (2 points par avion jugé acceptable). Il peut demander aux élèves-firme A de contrôler la qualité des avions (propreté et aptitude au vol) de leurs élèves-firme B associés.

Période 2

L'enseignant et ses assistants s'assurent que les avions et morceaux de papier de la première période soient jetés à la poubelle.

Comme à la période 1, les assistants distribuent à chaque élève-firme A 5 morceaux de papier. Cependant, il précise que désormais chaque élève-firme A devra payer à l'élève-firme B auquel il est associé un point par morceau de papier utilisé.

La procédure se poursuit alors de la même manière qu'au cours de la période 1. Les élèves-firme A ont 3 minutes pour résoudre un maximum de multiplications parmi les 10 nouvelles inscrites au tableau. Les élèves-firmes B ont ensuite 3 minutes pour réaliser un maximum d'avions en papier "propres". Chacun enregistre les points qu'il a obtenus sur sa feuille de résultats.

Résultats, interprétation et discussion

Les résultats généralement observés sont les suivants. Les élèves-firme A utilisent moins de morceaux de papier (ils polluent moins) à la période 2 qu'à la période 1, sans que le nombre de multiplications exactes réalisées (leur production) diminue sensiblement. Ceci permet d'augmenter la production des élèves-firme B (le nombre d'avions acceptables construits). Et, le nombre total de points obtenus par l'ensemble des élèves à la période 2 est supérieur à celui obtenu à la période 1.

Les élèves expérimentent ainsi eux-mêmes ce qu'est une externalité. Aidés par l'enseignant, ils peuvent assez aisément construire une définition de la notion lors de la discussion succédant au jeu. Au cours de cette discussion, les élèves sont amenés à proposer des exemples de la vie économique où se manifestent de telles externalités. Pour ce faire, ils peuvent être invités à contextualiser leur expérience à partir de questions du type : quelles pourraient être concrètement les biens produits par les firmes A et les firmes B et dans quelles circonstances l'activité des firmes A pourrait nuire à l'efficacité des firmes B ?

L'enseignant peut demander aux élèves si l'influence qu'a l'activité de certains agents économiques sur d'autres sans qu'il y ait transaction entre ces agents est : 1) toujours négative, 2) toujours une activité de production. Il s'agit ici d'amener les élèves à comprendre que les externalités peuvent être : 1) négatives ou positives, 2) des externalités de production ou de consommation.

L'expérience facilite également la compréhension des externalités en tant que défaillance du marché. A la période 1, les élèves-firme A n'auraient-ils pas pu résoudre autant de multiplications qu'ils en ont résolu en utilisant moins de papier ? Les résultats de la période 2 tendent normalement à montrer que la réponse est oui, ce qui signifie qu'en organisant la production telle qu'elle est organisée à la période 1, un gaspillage de ressources a lieu. Reste à savoir comment éviter ce gaspillage. La solution imposée à la période 2 est la solution de Coase (1960) : grâce à une spécification des droits de propriété sur les morceaux de papier (les élèves-firme B en sont propriétaires) et à des coûts de transaction faibles (car le prix d'un morceau de papier est fixé a priori), l'organisation économique est plus efficace à la période 2 qu'à la période 1.

Les questions posées par la solution imposée à la période 2 sont nombreuses. Existe-il des exemples concrets illustrant une telle solution au problème des externalités ? Les résultats du jeu seraient-ils modifiés si les droits de propriétés étaient accordés aux élèves-firme A plutôt qu'aux élèves firme B ? Est-il toujours possible de spécifier les droits de propriété sur les ressources communes ? D'où le prix du morceau de papier fixé à la période 2 peut-il bien provenir ? Pourquoi peut-on dire que cette solution laisse une grande place à la coordination marchande ? Quelles autres solutions (notamment plus interventionnistes) existent ou peuvent être imaginées ?

Pour conclure, on peut souligner quelques caractéristiques de cette expérience pédagogique. Elle n'est pas issue d'expériences de recherche : elle a été conçue dès l'origine spécifiquement pour un objectif pédagogique. Son coût en termes de préparation pour l'enseignant et de temps de classe est faible. Elle est très facile à adapter au niveau de la classe : au-delà, des connaissances de base qu'elle permet d'appréhender (externalités, gaspillage de ressources…), l'enseignant peut s'appuyer sur cette expérience pour introduire des notions plus avancées (optimum de Pareto, Théorème de Coase, solutions pigouviennes, tragédie des communs, passager clandestin…)

Variantes

Variante 1

Dans la version classique du jeu, les élèves-firme B sont, à la période 2, propriétaires des morceaux de papier et le prix que les élèves-firme A doivent payer est fixé à 1 point par morceau de papier utilisé. La variante 1 consiste à ajouter une 3e période au début de laquelle le groupe des élèves-firme A et le groupe des élèves-firme B négocient le prix d'un morceau de papier utilisé, les élèves-firme B ayant, comme dans la version classique, les droits de propriété sur les morceaux de papier. L'enseignant précise que le prix négocié entre les deux groupes est unique et sera celui que devra payer chaque élève-firme A à l'élève-firme B auquel il est associé. Cette variante souligne une limite de la solution 2 (solution coasienne), celle qui consiste à considérer que le prix d'un morceau de papier est connu a priori, ce qui implique que les coûts de transaction sont quasi nuls. En effet, il est probable que les deux groupes mettent beaucoup (trop) de temps à s'accorder sur un prix, voire que la négociation n'aboutisse pas.

Variante 2

La solution imposée à la période 2 dans la version classique est remplacée par la solution suivante. Ni les élèves-firme B ni les élèves-firme A ne sont propriétaires des morceaux de papier : les morceaux de papier constituent une ressource commune. Au début de la période 2, chaque élève-firme A doit choisir entre utiliser un crayon à papier ou utiliser un stylo à billes (ou feutre, stylo à plume…). Le crayon à papier est loué : le coût de la location est de 4 points, versés à l'enseignant. La location d'un stylo à bille coûte 2 points, versés à l'enseignant. Autrement dit, les élèves-firme A ont le choix entre 2 techniques de production : l'une très polluante mais peut coûteuse et l'autre peu polluante mais très coûteuse.

A l'issue des 3 minutes accordés aux élèves-firme A pour résoudre leurs multiplications, ceux-ci comptabilisent leurs points et viennent déposer en vrac leurs morceaux de papiers (vierges, crayonnés au crayon à papier ou au stylo à bille) sur le bureau. L'enseignant et ses assistants reconstituent des paquets de 5 morceaux de papier en équilibrant approximativement le nombre de papiers vierges, crayonnés au crayon à papier et crayonnés au stylo à bille contenus dans chaque paquet. La tâche des élèves-firme B est alors la même que dans la version classique.

Cette variante souligne une limite de la solution 2, celle qui consiste à considérer que les droits de propriété peuvent être spécifiés et qu'il possible d'identifier individuellement les pollueurs. Or, dans la réalité comme dans la variante 2, c'est souvent un ensemble de producteurs qui polluent (une rivière, l'air…) et qui nuisent à l'efficacité (ou, plus généralement, au bien-être) d'autres agents économiques. Dans un tel contexte, la solution coasienne paraît difficile à appliquer.

Variante 3

La solution imposée à la période 2 dans la version classique (solution coasienne) est remplacée par la solution (pigouvienne) suivante. Ni les élèves-firme B ni les élèves-firme A ne sont propriétaires des morceaux de papier : les morceaux de papier constituent une ressource commune. Une taxe d'1 point par morceau de papier utilisé est supportée par les élèves-firme A (principe du polleur-payeur). L'enseignant perçoit ces taxes. La feuille de résultats est modifiée de façon à ce que ces taxes viennent s'ajouter au résultat total de l'activité économique.

Cette variante peut également être introduite au cours d'une 3e période (après la version classique du jeu) afin de faciliter la comparaison des deux solutions lors de la discussion.

Variante 4

A l'issue de la période 1, le jeu laisse place à un temps de discussion. Au cours de celui-ci, la notion d'externalité est introduite et l'externalité est reconnue en tant que défaillance du marché (gaspillage de ressources). Les élèves doivent alors imaginer comment les règles du jeu pourraient être modifiées afin de limiter ce gaspillage : ce travail peut être réalisé au cours de la séance ou sous forme de travail à la maison pour la séance suivante. Le jeu reprend alors : La ou les solutions retenues sont mises en œuvre au cours de nouvelles périodes.

La discussion qui suit porte sur la comparaison des différentes solutions expérimentées. Ont-elles été efficaces ? Leur mise en œuvre a-t-elle posé certaines difficultés ? Peut-on considérer que ces solutions sont proches de mécanismes existant dans la réalité pour faire face à des problèmes d'externalité ?

Références bibliographiques

Cette expérience pédagogique est due à :

Hoyt G., P. Ryan et R. Houston (1999), « The Paper river: A Demonstration of Externalities and Coase's Theorem », Journal of Economic Education, 30, p.141-147.
Des versions en français se trouvent dans :

Eber N. (2003), « Jeux Pédagogiques : vers un nouvel enseignement de la science économique », Revue d'économie politique, vol. 113, n° 4, p. 483 à 521, juillet-août 2003.
Sciences Economiques et Sociales, Manuel de Seconde, Editions Bordas 2010.
Une version modifiée du jeu (dont la variante 2 est inspirée), montrant les limites de la solution coasienne se trouve dans :

Andrews, T.P. (2002), « The Paper River Revisited: A common property externality exercice », Journal of Economic Education, 33, p.327-332.
Une présentation de l'analyse économique des externalités se trouve dans :

Lévêque, F. (2005), Economie de la réglementation, Repères, La Découverte.
L'article de Coase (1960) présentant le Théorème de Coase :

Coase, R. H. (1960), « The problem of social cost », Journal of Law and Economics 3 (October), p.1–44.

Annexes

Annexe 1 : Feuille d'instructions (.doc ou .pdf)

Annexe 2 : Feuille de résultats (.doc ou .pdf)

Annexe 3 : Modèle pour découpage d'une feuille A4 en 10 morceaux (.pdf)

mardi 8 septembre 2009

Ressources

Cette page propose des références bibliographiques et des liens concernant les expériences pédagogiques.

Ouvrages
Delemeester G. et J. Neral (1995), Classroom Experiments To Accompany Taylor’s Economics: A User’s Guide, Houghton Mifflin, 1995.

Hazlett D. (2006), « Using Classroom Experiments to Teach Economics », in Becker W. E., Watts M. et Becker S. R., Teaching Economics: More alternatives to Chalk and Talk, Edward Elgar Publishing, 2006.

Holt C. A . (2007), Markets, Games, and Strategic Behavior, Pearson Education.

Articles
Eber N. (2003), « Jeux Pédagogiques : vers un nouvel enseignement de la science économique », Revue d’économie politique, vol. 113, n° 4, p. 483 à 521, juillet-août 2003.

Eber N. (2007), « L’économie expérimentale comme outil pédagogique : quelle efficacité ? », Revue d’économie politique, vol. 117, n° 4, p. 607 à 629, juillet-août 2007.

Villion J. (2010), « Les Expériences pédagogiques : vers une méthode active et efficace », Idées, n°161, septembre 2010.

Liens