Essais sur les réseaux et les externalités

Essays on Networks and Externalities

• Auteur / Autrice : Kohmei Makihara
• Direction : Sebastian Bervoets, Mathieu Faure
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences Economiques - Aix-Marseille
• Date : Soutenance en 2025
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Sciences Economiques et de Gestion d'Aix-Marseille
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : AMSE - Aix-Marseille School of Economics
• Jury : Président / Présidente : Francis Bloch
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sebastian Bervoets, Evan Sadler, Mathieu Faure, Susanne GOLDLüCKE, Agnieszka Rusinowska
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Evan Sadler, Francis Bloch

Mots clés

Mots clés libres

Le jeu des biens publics

L'économie des réseaux

La théorie des jeux

Mechanism design

La moralité kantienne

Public goods game

Economics of networks

Game theory

Mechanism design

Kantian morality

Résumé

Cette thèse étudie comment les décisions individuelles, influencées par les structures de réseau et les externalités, déterminent les résultats collectifs dans des environnements économiques. Elle comprend trois chapitres indépendants, mobilisant la statique comparative, la théorie morale et la conception de mécanismes. Le premier chapitre analyse la fourniture de biens publics dans des réseaux. De nombreux biens publics ont une portée locale (ex. : œuvres caritatives de quartier, innovations sectorielles). Le chapitre examine comment les contributions individuelles varient selon les caractéristiques personnelles (comme la richesse) et les structures d’interaction. Une approche originale par système linéaire montre que l’influence d’un individu dépend uniquement de sa position dans le réseau, permettant d’étudier les effets de redistribution dans ces contextes. Le deuxième chapitre introduit un cadre pour modéliser le comportement moral basé sur l’impératif catégorique de Kant, dans des environnements avec externalités hétérogènes. Il formalise l’idée d’équivalence morale : chaque individu agit comme il voudrait que tous agissent. Le chapitre définit les « chemins moraux » et montre qu’une loi universelle peut conduire à des actions équivalentes et préférées par tous, reliant ainsi morale kantienne et allocations efficaces dans des jeux en réseau. Le dernier chapitre se place du point de vue d’un planificateur qui doit allouer un bien générant des externalités, en se basant sur des informations détenues localement par les agents dans un réseau. Il identifie les structures de réseau permettant une allocation efficace, même face à des comportements stratégiques. Notamment, si un ou deux agents sont connectés à tous, des mécanismes robustes permettent d’assurer l’efficacité. Ces résultats ont des implications concrètes pour la conception des organisations et des politiques publiques.

This thesis explores how individual decisions, shaped by network structures and externalities, influence collective outcomes in economic environments. It consists of three independent chapters using tools from comparative statics, moral theory, and mechanism design. The first chapter explores the provision of public goods in networked populations. Recognizing the local nature of many real-world public goods (e.g., neighborhood charities, sector-specific innovations), the chapter analyzes how individual contributions respond to changes in personal characteristics (e.g., wealth) and interaction patterns, modeled as a network. A novel linear system approach reveals that the effect of individual shocks on aggregate contributions is governed by the solution of a linear problem based solely on interaction patterns of each one. This framework enables a richer understanding of heterogeneity and is applied to analyze the effects of income redistribution in networked public goods games. The second chapter introduces a framework for modeling moral behavior based on Kant’s categorical imperative into an environment where people exert heterogeneous externalities to others. It formalizes the concept of moral equivalence, wherein individuals choose actions they believe all others should also take, consistent with a shared universal law. We model this concept by defining a moral path, which identifies action profiles deemed morally equivalent under certain universal law. The chapter shows that in a wide range of environment involving heterogeneous exernalities, there exists a universal law on which everyone takes the equivalent action to one another's as their preferred outcome. This result links moral reasoning with equilibrium concepts, extending existing work on Kantian morality to settings with network-based externalities. The final chapter addresses a planner’s problem of allocating a good that generates externalities, where each agent holds information on their own valuation and on the valuations of their neighbors connected into a network. The planner seeks to design mechanisms that ensure efficient allocation despite strategic behavior, by eliciting the truthful information that each agent holds. It identifies conditions on the network structure under which the principal can always identify the agent having the highest valuation, by leveraging the information network. Specifically, when at least two agents are connected to everyone within the network, then it is always possible. Under a slightly weaker notion of robustness, efficiency is achievable with just one agent connected to everyone. These results have practical implications for organizational design and public policy, offering guidance on how to structure networks to facilitate truthful information revelation and efficient outcomes.