L’objectif de cette thèse est d’étudier l’orientation de l’innovation dans le secteur de l’efficacité énergétique des bâtiments en combinant l’analyse empirique et sémantique des brevets, l’économie expérimentale et la modélisation prospective. Dans un premier temps, l’exploitation statistique de la base de brevets Patstat permet de mettre en relief les flux de connaissances dans les technologies d’efficacité énergétique. L’intensité de l’innovation est étudiée au vue de la structure concurrentielle du marché afin d’évaluer la propension des acteurs les plus importants à maintenir un statu quo dans l’offre technologique. La deuxième partie détaille les flux de connaissances en différenciant les caractéristiques technologiques grâce à l’analyse sémantique latente des brevets. Ainsi, la régularité des tendances d’offres de savoir-faire est une indication essentielle du caractère « demand pull » ou « technology push » du secteur. Dans une troisième partie, l’analyse du caractère « demand pull » est renforcée par la confrontation des caractéristiques offertes avec les préférences des ménages dans une enquête de choix expérimentaux. Enfin, dans une dernière partie, les préférences des ménages sont introduites dans le modèle prospectif MENFIS afin de redéfinir le bien-être avec des attributs non-financiers, et d’améliorer les simulations des politiques d’innovation dirigée ou de subvention comme MaPrimeRénov’.