Small data en assurance non vie : prévision de risques d’intensité jamais observée

Cet article prolonge directement le précédent : estimation d’une distribution d’événements extrêmes en assurance non vie. Il s’agit maintenant d’estimer la possibilité qu’un événement jamais observé se réalise.

Pour rappel, nous avons modélisé les données fournies dans le tableau ci-dessous correspondant à la fréquence d’évènements extrêmes en sinistre auto :

Afin d’estimer la probabilité d’évènements non observés, nous ajoutons une classe de risque « 6401 et + » dans la modélisation de la distribution. Evidemment, la fréquence empirique pour cette classe est nulle.

Dans le cas de l’utilisation d’une loi paramétrique, bien que les hypothèses changent, il s’agit d’un simple prolongement sur les nouvelles classes. Nous prolongeons donc la loi de Pareto sur ce nouveau support.

Dans le cas bayésien, puisque le cadre présente un nouveau contexte, on s’y adapte : le  modèle est bien différent de celui de l’article précédent, les calculs doivent être reconduits dans ces nouvelles conditions.

Les différentes estimations sont présentées ci-dessous.

On peut encore juger de la meilleure cohérence avec les données dans ce cadre. La probabilité de l’échantillon est sous l’approche bayésienne 0,0406% vs 0,014% sous Pareto.

Toutefois, faire des comparaisons, c’est bien mais cela ne suffit pas pour s’imposer. L’approche bayésienne a d’abord un intérêt par ce qu’elle n’a pas les défauts des approches paramétriques :

• Si une loi ne convient, on ira en piocher une autre dans notre sac à loi. Ce choix est factice car la loi existe déjà pour modéliser un autre problème et on espère l’utiliser, la caler, pour un nouveau phénomène.
• Les techniques de calibration ne sont pas uniques et chacune pourra donner des résultats différents
• Et enfin ces approches éliminent l’incertitude en considérant la loi obtenue comme exacte. Les données sont oubliées.

Tous ces défauts qui plaident pour l’approche bayésienne dans un contexte de données rares, ce que j’ai appelé le small data, dont les avantages sont :

• une information minimale
• Prise en compte d’avis d’expert
• Prise en compte des classes sans observations
• On conserve l’incertitude de l’estimation. Dans notre exemple, on peut calculer des écart-types (on dispose en réalité de toute la distribution pour chaque probabilité) :
  

• Souplesse de la méthode
• Un modèle vraiment dédié au problème étudié
• Pas de calibrage

On pourrait penser que cet article et les précédents ne font que relancer l’éternel débat pour ou contre bayésien. En réalité, nous avançons dans ce débat car nous proposons un choix systématique de loi a priori afin de refléter notre absence d’information initiale et nous mettons de côté l’utilisation de loi conjuguée puisque l’approche par simulations de Monte Carlo nous permet d’obtenir des résultats sans se soucier d’une facilité quelconque de calcul.

L’enrichissement de l’information que permet l’approche bayésienne au fur et à mesure que de nouvelles observations sont disponibles nous rapproche également d’une technique ancienne remise au goût du jour par un nouveau vocabulaire : le « machine learning » qui consiste à savoir bien extraire l’information à partir de l’observation de phénomènes suffisamment stationnaires.

 

Pour rappel, quelques références sur l’approche bayésienne :

• Beauzamy Bernard, Méthodes probabilistes pour l’étude des phénomènes réels, SCMSA, 2004
• Beauzamy Bernard, Méthodes Probabilistes Pour La Gestion Des Risques Extrêmes, SCMSA, 2016
• Dacunha-Castelle Didier, Chemins de l’aléatoire, Champs Flammarion, 2002
• Dacunha-Castelle Didier, Duflo Marie, Probabilités et Statistiques, 1. Problèmes à temps fixes, éd. Masson, coll. Math. Appl. pour la Maîtrise, 1982 (rééd. 1990)
• Jacquard Albert, Les probabilités, Que sais-je ? n°1571, PUF, 2000
• Laplace Pierre Simon, Théorie analytique des probabilités, 1812 (1^ère édition)
• Saporta Gilbert, Probabilités, Analyse des données et Statistiques, 2^ème édition, Technip, 2006
• Schwarz Daniel, Le jeu de la science et du hasard, Champs Flammarion, 1999