L'urgence du changement climatique appelle à l'accélération des innovations vertes. Cependant, ce n'est pas une tâche facile. Les innovations vertes, telles que la bioéconomie, se heurtent à des obstacles liés à la nature de l'innovation vertes. Ces innovations sont complexes, nécessitent des connaissances provenant de diverses sources et reposent sur la multidisciplinarité. En outre, ces innovations se heurtent à des obstacles à cause de leur manque de viabilité commerciale. Pour qu’elles s'imposent, elles doivent surmonter ces défis. Dans cette thèse, nous explorons les stratégies développées par les acteurs pour obtenir les connaissances nécessaire pour innover dans la bioéconomie et l'innovation verte et intégrer les chaînes de valeur mondiales afin de les diffuser et de les commercialiser. Nous développons une analyse à trois niveaux qui s'appuie sur une optique de chaîne de valeur. La chaîne de valeur comprend des activités en amont et en aval. Le premier niveau/chapitre d'analyse se concentre sur l'agriculture, qui est le principal fournisseur de biomasse. Nous nous intéressons aux stratégies développées par les agriculteurs pour acquérir les connaissances nécessaires pour innover en agriculture durable. Nous explorons la diversité de ces stratégies d'acquisition de connaissances en fonction des catégories de cultures. Nous mobilisons des données françaises sur les pratiques agricoles en 2017 et effectuons une régression probit multivariée. Les résultats révèlent l'importance des sources de connaissances internes et externes pour innover en agriculture durable. Ensuite, les différentes sources de connaissances sont catégorisées différemment par les différents agriculteurs qui cultivent différentes cultures et adoptent différentes pratiques. Enfin, les agriculteurs détiennent une base de connaissances diverses mais sont capables d'utiliser les mêmes connaissances pour concevoir des cultures multiples. Dans le deuxième niveau/chapitre d'analyse, nous nous concentrons sur les entreprises situées en aval engagées dans l'éco-innovation. Nous nous concentrons sur l'éco-innovation car il est indispensable de comprendre le rôle de la biotechnologie et d'autres disciplines (TIC, nanotechnologies..) dans le développement de l'éco-innovation. Nous abordons les défis liés à la complexité des connaissances et à la multidisciplinarité. Nous utilisons les données françaises de l'enquête communautaire sur l'innovation et de l'enquête sur les moyens de R&D pour 2014. Nous utilisons un modèle probit bivarié avec sélection de Heckamn. Les résultats, indiquent que les stocks de R&D verte et de R&D non verte sont des moteurs de l'éco-innovation. L'analyse montre l'importance de la complémentarité des connaissances entre la R&D verte et la R&D en biotech pour générer l'éco-innovation. Dans le troisième niveau/chapitre, nous étudions une chaîne de valeur complète. Nous utilisons les microalgues comme étude de cas d'une innovation de niche pour explorer les défis de la commercialisation et de la diffusion. Nous soutenons que les acteurs doivent intégrer des chaînes de valeur mondiales pour se diriger vers le marché. Nous utilisons divers ensembles de données pour suivre la trajectoire des microalgues. Nous constatons que les acteurs entreprennent des activités collectives d'exploration et d'exploitation en s'appuyant sur différentes formes d'alliances entre les acteurs situés dans la chaîne de valeur primaire des microalgues et les chaînes de valeur adjacentes. Enfin, nous démontrons que l'innovation de niche peut conduire à la formation de réseaux de valeur. Cette thèse montre que les éco-innovations requièrent des politiques qui prennent en compte la variété des stratégies d'acquisition de connaissances, la complémentarité des connaissances et la multidisciplinarité des éco-innovations. Enfin, nous avons besoin de politiques axées sur la demande, la coordination des politiques sectorielles ou le développement de politiques intersectorielles.