Mémoires d'Actuariat
Conception d'une offre d'assurance paramétrique "Chaud-Froid" pour indemniser la surconsommation énergétique due aux vagues de températures extrêmes
Auteur(s) FEKIR A.
Société Axa Partners France
Année 2025
Confidentiel jusqu'au 07/03/2027
Résumé
Face aux impacts croissants du réchauffement climatique et à la volatilité des coûts énergétiques, ce mémoire a pour objectif la conception d’un produit d’assurance paramétrique innovant, destiné à protéger les particuliers contre les fluctuations extrêmes de température. L’offre d’assurance, baptisée « Chaud-Froid », se positionne comme une réponse efficace et rapide aux défis actuels, en compensant les surcoûts énergétiques liés aux épisodes de froid rigoureux ou de chaleur intense. Dans un premier temps, nous avons analysé les spécificités climatiques françaises, en étudiant la géographie, la saisonnalité et les facteurs influençant les températures. Cette analyse approfondie a mis en lumière la variabilité régionale des climats, ainsi que l’existence de tendances à long terme, identifiées comme étant le réchauffement climatique. En parallèle, nous avons étudié les impacts financiers des variations de température sur les ménages, calculant les surcoûts énergétiques liés aux écarts aux normales saisonnières. Cette étape a permis d’établir les bases de notre produit en quantifiant les besoins de couverture. Ensuite, le concept de l’assurance paramétrique a été approfondi. Contrairement aux assurances indemnitaires traditionnelles, qui se basent sur la déclaration et l’évaluation des sinistres, l’assurance paramétrique repose sur un déclenchement automatique des indemnisations en fonction d’indices climatiques prédéfinis, comme la température moyenne dans le cadre de notre mémoire. L’élaboration du produit « Chaud-Froid » s’appuie sur des données climatiques historiques et actuelles. Nous avons collecté ces données via une source fiable, le programme Copernicus. Nous avons ensuite intégré des mécanismes de correction pour annuler les effets du réchauffement climatique. Ayant détecté une accélération significative du réchauffement climatique ces 15 dernières années, nous avons utilisé une approche pour mettre nos données en « As If », un modèle linéaire scindé avant et après 2008. Cette mise en « As If » permet ainsi à nos données de mieux refléter les réalités climatiques actuelles tout en prenant en compte les tendances futures. Pour tarifer notre produit nous avons ensuite créé un pricer capable de déterminer les seuils de température optimaux pour chaque département français. En se basant sur 44 années de données climatiques, notre pricer utilise les probabilités d’occurrence des températures extrêmes, calculées pour chaque jour de l’année. Il ajuste automatiquement les seuils de déclenchement des indemnisations en fonction des primes annuelles et des indemnités journalières. Enfin, la robustesse et la viabilité de notre produit ont été validées grâce à une phase de backtesting et à une modélisation spécifique des températures basée sur une décomposition innovante. Par la suite, des simulations Monte Carlo ainsi que des analyses approfondies des différents ratios actuariels ont été menées. Cette étape a confirmé la viabilité de notre produit paramétrique, tout en identifiant des opportunités d’optimisation, notamment grâce à une diversification temporelle et un déploiement à l’échelle de plusieurs pays permettant une diversification géographique des risques. En conclusion, ce mémoire démontre la faisabilité et la pertinence d’un produit d’assurance paramétrique sur les températures dans un contexte de changement climatique et de hausse des coûts énergétiques. Le produit « Chaud-Froid » offre une solution innovante, rapide et accessible, contribuant à renforcer la situation financière des ménages face aux aléas climatiques de plus en plus fréquents.
Abstract
aims to design an innovative parametric insurance product intended to protect individuals against extreme temperature fluctuations. The product, named « Hot-Cold », is positioned as an efficient and rapid response to current challenges by compensating for the additional energy costs associated with extreme cold spells or intense heat waves. Initially, we analyzed the specific climatic characteristics of France, focusing on geography, seasonality, and the factors influencing temperatures. This in-depth analysis highlighted the regional variability of climates as well as the existence of long-term trends, identified as global warming. Simultaneously, we studied the financial impacts of temperature variations on households, calculating the additional energy costs caused by deviations from seasonal norms. This step allowed us to lay the foundation for our product by quantifying the coverage needs. Subsequently, the concept of parametric insurance was explored in depth. Unlike traditional indemnity insurance, which relies on claims declarations and damage assessments, parametric insurance is based on the automatic triggering of payouts according to predefined climatic indices, such as average temperature, as considered in this thesis. The development of the « Hot-Cold » product is grounded in historical and current climatic data. These data were collected from a reliable source, the Copernicus program. We then applied correction mechanisms to neutralize the effects of global warming. Having identified a significant acceleration in global warming over the past 15 years, we employed a methodology to adjust our data using an « As If » approach, which applies a linear model segmented before and after 2008. This « As If » adjustment enables our data to better reflect current climatic realities while accounting for future trends. To price the product, we developed a pricer capable of determining optimal temperature thresholds for each French department. Using 44 years of climatic data, the pricer calculates the probabilities of extreme temperature occurrences for each day of the year. It then automatically adjusts the compensation trigger thresholds based on annual premiums and daily indemnities. Finally, the robustness and viability of our product were validated through a backtesting phase and a specific temperature modeling approach based on an innovative decomposition. Monte Carlo simulations and in-depth analyses of various actuarial ratios were conducted. This step confirmed the viability of our parametric product while identifying optimization opportunities, particularly through temporal diversification and deployment across multiple countries, enabling geographic risk diversification. To conclude, this thesis demonstrates the feasibility and relevance of a parametric insurance product focused on temperatures in the context of climate change and rising energy costs. The « Hot-Cold » product offers an innovative, rapid, and accessible solution, contributing to strengthening households’ financial resilience in the face of increasingly frequent climate-related challenges.
Auteur(s) FEKIR A.
Société Axa Partners France
Année 2025
Confidentiel jusqu'au 07/03/2027
Résumé
Face aux impacts croissants du réchauffement climatique et à la volatilité des coûts énergétiques, ce mémoire a pour objectif la conception d’un produit d’assurance paramétrique innovant, destiné à protéger les particuliers contre les fluctuations extrêmes de température. L’offre d’assurance, baptisée « Chaud-Froid », se positionne comme une réponse efficace et rapide aux défis actuels, en compensant les surcoûts énergétiques liés aux épisodes de froid rigoureux ou de chaleur intense. Dans un premier temps, nous avons analysé les spécificités climatiques françaises, en étudiant la géographie, la saisonnalité et les facteurs influençant les températures. Cette analyse approfondie a mis en lumière la variabilité régionale des climats, ainsi que l’existence de tendances à long terme, identifiées comme étant le réchauffement climatique. En parallèle, nous avons étudié les impacts financiers des variations de température sur les ménages, calculant les surcoûts énergétiques liés aux écarts aux normales saisonnières. Cette étape a permis d’établir les bases de notre produit en quantifiant les besoins de couverture. Ensuite, le concept de l’assurance paramétrique a été approfondi. Contrairement aux assurances indemnitaires traditionnelles, qui se basent sur la déclaration et l’évaluation des sinistres, l’assurance paramétrique repose sur un déclenchement automatique des indemnisations en fonction d’indices climatiques prédéfinis, comme la température moyenne dans le cadre de notre mémoire. L’élaboration du produit « Chaud-Froid » s’appuie sur des données climatiques historiques et actuelles. Nous avons collecté ces données via une source fiable, le programme Copernicus. Nous avons ensuite intégré des mécanismes de correction pour annuler les effets du réchauffement climatique. Ayant détecté une accélération significative du réchauffement climatique ces 15 dernières années, nous avons utilisé une approche pour mettre nos données en « As If », un modèle linéaire scindé avant et après 2008. Cette mise en « As If » permet ainsi à nos données de mieux refléter les réalités climatiques actuelles tout en prenant en compte les tendances futures. Pour tarifer notre produit nous avons ensuite créé un pricer capable de déterminer les seuils de température optimaux pour chaque département français. En se basant sur 44 années de données climatiques, notre pricer utilise les probabilités d’occurrence des températures extrêmes, calculées pour chaque jour de l’année. Il ajuste automatiquement les seuils de déclenchement des indemnisations en fonction des primes annuelles et des indemnités journalières. Enfin, la robustesse et la viabilité de notre produit ont été validées grâce à une phase de backtesting et à une modélisation spécifique des températures basée sur une décomposition innovante. Par la suite, des simulations Monte Carlo ainsi que des analyses approfondies des différents ratios actuariels ont été menées. Cette étape a confirmé la viabilité de notre produit paramétrique, tout en identifiant des opportunités d’optimisation, notamment grâce à une diversification temporelle et un déploiement à l’échelle de plusieurs pays permettant une diversification géographique des risques. En conclusion, ce mémoire démontre la faisabilité et la pertinence d’un produit d’assurance paramétrique sur les températures dans un contexte de changement climatique et de hausse des coûts énergétiques. Le produit « Chaud-Froid » offre une solution innovante, rapide et accessible, contribuant à renforcer la situation financière des ménages face aux aléas climatiques de plus en plus fréquents.
Abstract
aims to design an innovative parametric insurance product intended to protect individuals against extreme temperature fluctuations. The product, named « Hot-Cold », is positioned as an efficient and rapid response to current challenges by compensating for the additional energy costs associated with extreme cold spells or intense heat waves. Initially, we analyzed the specific climatic characteristics of France, focusing on geography, seasonality, and the factors influencing temperatures. This in-depth analysis highlighted the regional variability of climates as well as the existence of long-term trends, identified as global warming. Simultaneously, we studied the financial impacts of temperature variations on households, calculating the additional energy costs caused by deviations from seasonal norms. This step allowed us to lay the foundation for our product by quantifying the coverage needs. Subsequently, the concept of parametric insurance was explored in depth. Unlike traditional indemnity insurance, which relies on claims declarations and damage assessments, parametric insurance is based on the automatic triggering of payouts according to predefined climatic indices, such as average temperature, as considered in this thesis. The development of the « Hot-Cold » product is grounded in historical and current climatic data. These data were collected from a reliable source, the Copernicus program. We then applied correction mechanisms to neutralize the effects of global warming. Having identified a significant acceleration in global warming over the past 15 years, we employed a methodology to adjust our data using an « As If » approach, which applies a linear model segmented before and after 2008. This « As If » adjustment enables our data to better reflect current climatic realities while accounting for future trends. To price the product, we developed a pricer capable of determining optimal temperature thresholds for each French department. Using 44 years of climatic data, the pricer calculates the probabilities of extreme temperature occurrences for each day of the year. It then automatically adjusts the compensation trigger thresholds based on annual premiums and daily indemnities. Finally, the robustness and viability of our product were validated through a backtesting phase and a specific temperature modeling approach based on an innovative decomposition. Monte Carlo simulations and in-depth analyses of various actuarial ratios were conducted. This step confirmed the viability of our parametric product while identifying optimization opportunities, particularly through temporal diversification and deployment across multiple countries, enabling geographic risk diversification. To conclude, this thesis demonstrates the feasibility and relevance of a parametric insurance product focused on temperatures in the context of climate change and rising energy costs. The « Hot-Cold » product offers an innovative, rapid, and accessible solution, contributing to strengthening households’ financial resilience in the face of increasingly frequent climate-related challenges.
