Mémoire d'actuariat

Cluster de tempêtes : quel paradigme ?
Auteur(s) FAUVE Clémence
Société Groupama SA
Année 2017

Résumé
Lorsque plusieurs tempêtes surviennent en moins de trois ou quatre jours, comme les tempêtes Lothar et Martin de décembre 1999, ceci n’est pas tout à fait fortuit. Ce phénomène, appelé « effet clustering », est observé depuis quelques décennies et commence à être compris et défini par les météorologues. Ces avancées ont remis en cause l’hypothèse d’indépendance entre les tempêtes que postulaient les modélisateurs statistiques, aussi bien sur leurs dates de survenance, que sur leurs trajectoires ou sévérités. Une nouvelle génération de modèles statistiques a vu le jour avec une vision du risque associé aux tempêtes complétée d’hypothèses sur le clustering. L’objectif de ce mémoire est de montrer la nécessité de l’établissement d’un paradigme, d’en construire un et d’évaluer les modèles statistiques sur le partage de celui-ci. Pour parvenir à ces fins, nous avons cherché à comprendre les aspects physiques du phénomène du clustering et nous avons défini, avec Météo-France, les clusters de tempêtes. Puis nous avons étudié les hypothèses faites par les modélisateurs sur l’effet clustering, validant celles communément admises et prenant position sur celles qui font débat. Pour ce faire, nous avons utilisé des données simulées par Météo-France à l’aide d’un modèle de circulation générale. Enfin, nous avons établi des critères de notation afin de synthétiser la qualité de la reproduction par différents modèles statistiques de l’effet clustering sur les années bicentenaires.

Abstract
When several storms occur in less than three or four days, such as storms Lothar and Martin (December 1999), it is not exactly a coincidence. The phenomenon, called « clustering effect », has been under study for a few decades and meteorologists are starting to understand it and attempt to define it in a scientific way. Recent developments question the independence between storms hypothesis, concerning both occurrence date and severity. As a consequence, a new generation of statistical models has emerged which take clustering effects into account. The goal of this thesis is to demonstrate the need to establish a paradigm and to evaluate models in the light of this paradigm. To accomplish our goal, we have studied the clustering effect from a meteorological point of view and have defined, together with Météo-France, what is called a cluster of storms. We have then studied the assumptions made by modellers concerning the clustering effect, confirming those commonly agreed on and giving our opinion on those still under debate. To do so, we have analysed simulated data from the generation circulation model developed by Météo-France. Lastly, we have established rating standards to evaluate how well statistical models reproduce the clustering effect on 200-year return years.

Mémoire complet