L'objectif de cette thèse est d'explorer l'arbitrage entre l'efficacité des politiques d'atténuation des émissions de GES nettes et les coûts associés au suivi des émissions de GES et à la séquestration du carbone. Dans la première contribution, notre objectif est d'estimer le coût marginal et l'efficacité en termes d'atténuation des émissions de GES nettes de plusieurs politiques couvrant partiellement les sources et les puits d'émissions. Nous constatons que la subvention pour la séquestration totale du carbone et celle pour le carbone contenu uniquement dans la biomasse aérienne se révèlent plus coût-efficace qu'une taxe sur les GES. Dans la deuxième contribution, à l'échelle de la parcelle, nous comparons les coûts de participation de deux types de contrats carbone dont le suivi est basé pour l'un sur les prédictions d'un modèle et pour l'autre sur les résultats mesurés. Pour ce dernier, nous prenons en considération l'aversion au risque des exploitants face à l'incertitude entourant les résultats de séquestration du carbone. L'objectif est de mettre en évidence les arbitrages concernant le partage du risque entre le régulateur et l'exploitant, tout en définissant des conditions théoriques de participation aux contrats pour ce dernier. Dans la troisième contribution, à l'échelle d'une région française, nous comparons la coût-efficacité de contrats carbone dont le paiement est basé sur les résultats mesurés, sur les prédictions d'un modèle, ou sur la mise en œuvre de la pratique. Cette analyse prend en compte une partie de l'hétérogénéité entre les agriculteurs. Nos résultats indiquent que la forme de contrat la plus coût-efficace consiste à rémunérer les exploitants à l'hectare pour la mise en place d'agroforesterie intra-parcellaire.