Les travaux présentés dans cette thèse apportent un éclairage économique et quantitatif sur les liens entre l’agriculture, les usages des sols et l’environnement ainsi que sur l’efficacité des instruments économiques de politiques publiques visant à réguler deux problèmes environnementaux : les émissions de gaz à effet de serre (GES) et la préservation de la biodiversité en milieu agricole. Les travaux de cette thèse montrent que l’agriculture peut contribuer significativement à l’effort de réduction globale des émissions de GES. Non seulement des potentiels d’atténuation existent dans le secteur agricole, mais leur mobilisation permettrait de réduire sensiblement le coût global de l’effort de réduction des émissions. L’efficacité d’une politique d’atténuation des émissions de GES est d’autant plus importante que la couverture en termes de sources d’émissions, de secteurs émetteurs et de pays est grande. Cette thèse identifie et discute aussi les autres barrières qui peuvent entraîner des difficultés dans la mise en place de politiques environnementales appliquées au secteur agricole. Parmi ces dernières, les problèmes d’asymétrie d’information et d’incertitudes auxquels l’agriculture est confrontée, ont des implications sur le choix des instruments économiques à mettre en place. A travers les différentes analyses proposées se révèle la complexité de la régulation des problèmes environnementaux dans le secteur agricole. Les interactions entre l’agriculture et les autres utilisations des sols, et l’impact des mécanismes de marchés sur le secteur agricole sont au centre de cette complexité. Les travaux présentés illustrent l’importance de la dimension spatiale et de la prise en compte simultanée de l’agriculture et des autres usages des sols dans l’analyse de ces questions.