Cette thèse analyse à la fois théoriquement et empiriquement certaines des questions qui se posent lors de l'utilisation de politiques environnementales dans le secteur agricole, en situation de commerce. Dans une première partie, le chapitre II illustre les effets de fuite que peuvent engendrer des politiques environnementales mises en oeuvre unilatéralement. Un modèle d'équilibre général calculable est utilisé pour quantifier les impacts indirects sur l'environnement à l'échelle mondiale d'un accroissement des surfaces dédiées à l'agriculture biologique en Europe. L'agriculture biologique est connue pour ses bénéfices locaux sur l'environnement mais ses rendements sont inférieurs de 25% en moyenne à ceux de l'agriculture conventionnelle. Nous calibrons les technologies de production de l'agriculture biologique avec des données micro-fondées et trouvons qu'utiliser ces techniques sur 20% des surfaces européennes consacrées au maïs, colza, tournesol et blé conduit à un choc de productivité négatif. Ce choc a des conséquences sur les marchés mondiaux et induit des déplacements d'offre et de demande. Les changements d'utilisation des sols résultants sont évalués, ainsi que les changements en termes d'émissions de gaz à effet de serre, d'utilisation d'intrants et de biodiversité. Les effets indirects négatifs sur l'environnement semblent limités, sauf en ce qui concerne les émissions de gaz à effet de serre. Nous montrons également que les effets indirects concernant l'utilisation d'intrants et la biodiversité méritent d'être pris en compte dans les analyses de cycle de vie. Ces résultats ne doivent pas être utilisés pour pointer du doigt l'agriculture biologique, mais ils soulèvent quelques questions, en particulier sur la nécessité d'effectuer des analyses d'impact de façon plus systématique, y compris pour les politiques environnementales, et l'importance de la recherche et développement mais également des politiques publiques pour lever les obstacles techniques et économiques à l'augmentation des rendements en agriculture biologique. Dans une deuxième partie de la thèse, l'attention est portée sur la biodiversité des cultures, reconnue pour stabiliser la productivité agricole sous différentes conditions environnementales. Les interactions entre les effets de cette biodiversité, les politiques environnementales et le commerce sont complexes. La spécialisation induite par le commerce réduit la biodiversité en diminuant le nombre d'espèces cultivées. La biodiversité influe positivement sur les niveaux de production, entre autre, en améliorant la résistance aux ravageurs. Pour faire face à des attaques plus fréquentes, les agriculteurs utilisent des pesticides. Mais ces derniers ont des impacts négatifs sur l'environnement et la santé humaine, leur utilisation est donc réglementée. Une politique environnementale concernant les pesticides peut ainsi avoir un aspect stratégique: autoriser l'utilisation de plus de pesticides peut permettre de gagner en compétitivité. Le chapitre IV représente ces interactions dans un modèle ricardien de commerce. Il montre que, parce que les effets NIMBY sont plus importants que les impacts stratégiques, la politique environnementale est plus stricte en situation de commerce qu'en autarcie. De ce fait, la volatilité de la production agricole est généralement plus élevée en commerce. Cela pourrait en partie expliquer la volatilité de fond observée sur les marchés agricoles, historiquement plus volatiles que ceux des produits manufacturés. Le chapitre IV confirme empiriquement l'impact positif de la biodiversité sur la production agricole en utilisant une large base de données sur l'agriculture sud-africaine. En utilisant une approche structurelle, il analyse également les liens entre biodiversité et exposition des agriculteurs aux risques de production, en particulier ceux à la baisse.