Wind aggregation for storm clusters improves the design of vulnerability curves for insurance companies

Dans le monde de la météo et de l'assurance, le risque est généralement compris comme une équation simple impliquant trois parties : le danger lui-même, les choses sur son passage, et la facilité avec laquelle ces choses se brisent. Le danger est la tempête ; les choses sont les maisons et les entreprises ; et la fragilité est la vulnérabilité. Pendant des décennies, les experts ont traité les tempêtes comme des événements isolés, supposant qu'une maison endommagée par une seule coup de vent est non plus ou moins susceptible d'être endommagée par le suivant qu'elle ne l'était auparavant. Cette vision fonctionne bien lorsque les tempêtes arrivent seules, mais elle peine lorsque celles-ci arrivent en une séquence de coups rapides. Lorsque plusieurs tempêtes frappent une même région en succession rapide, les dommages peuvent être bien plus importants que la somme des événements individuels. Cela se produit parce que des bâtiments affaiblis par le premier coup peuvent ne pas avoir le temps de se remettre avant que le second ne frappe, les laissant dans un état plus fragile. Comprendre ce calendrier est crucial pour les compagnies d'assurance, qui doivent mettre de côté suffisamment d'argent pour payer ces catastrophes, et pour les scientifiques qui tentent de prédire comment le changement climatique pourrait modifier la fréquence de telles séquences dangereuses.

Une équipe de chercheurs, travaillant avec les données d'une grande compagnie d'assurance française, s'est donné pour mission de voir si la manière standard de calculer les dommages causés par les tempêtes omettait cette pièce critique du puzzle. Ils se sont concentrés sur les tempêtes de vent hivernales qui frappent la France, des événements qui ont causé des milliards de pertes au cours des dernières décennies. En examinant des décennies de sinistres d'assurance et en les faisant correspondre à des enregistrements détaillés des modèles de vent, ils ont posé une question simple : le moment des tempêtes importe-t-il ? Plus précisément, ils voulaient savoir si une maison frappée par deux tempêtes à la suite subit plus de dommages qu'une maison frappée par une seule tempête de même intensité, et si les modèles actuels utilisés pour prédire ces pertes échouaient à en tenir compte.

Les chercheurs ont découvert que l'approche standard était effectivement incomplète. Ils ont découvert qu'une partie significative des dommages en France se produit lors de périodes où les tempêtes se suivent de près, souvent dans une fenêtre de seulement quelques jours. En fait, lorsqu'ils ont examiné une fenêtre de quatre jours, un intervalle de temps couramment utilisé par les assureurs pour regrouper les sinistres, plus de la moitié de tous les biens endommagés faisaient partie d'une séquence de tempêtes plutôt que d'un événement isolé. Plus révélateur encore, ils ont identifié un groupe spécifique de localités qui ont été frappées par les vents de plusieurs tempêtes dans ce court intervalle. Ces localités de « vents multiples » ont subi des dommages qui ne pouvaient être expliqués par la seule rafale la plus forte. Lorsque les chercheurs ont tracé les dommages en fonction de la vitesse du vent, ils ont constaté que, pour une même intensité de vent, les maisons frappées par des tempêtes successives présentaient un taux de sinistres plus élevé que celles frappées par une seule tempête. Les modèles standards, qui ne regardent que la vitesse de pointe du vent, sous-estimaient le risque pour ces événements groupés.

Pour corriger cela, l'équipe a développé une nouvelle façon de mesurer l'aléa. Au lieu de simplement enregistrer la rafale la plus forte qu'un lieu a subie, ils ont créé une méthode qui additionne l'effet de tous les vents forts de la séquence de tempêtes. Imaginez un groupe de tempêtes comme une série de coups lourds ; la nouvelle méthode traite le deuxième et le troisième coup comme ajoutant à la force totale, même s'ils sont plus faibles que le premier. Ils ont testé différentes façons de combiner ces vents, trouvant que la méthode la plus efficace accordait tout le poids à la rafale la plus forte, mais ajoutait également une contribution plus petite, bien que significative, des tempêtes suivantes. Cette approche, qu'ils appellent agrégation de vent, leur a permis de construire un nouvel ensemble de courbes de dommages qui reflètent fidèlement la réalité des tempêtes groupées.

Les résultats ont montré que cette nouvelle méthode fonctionnait beaucoup mieux que l'ancienne. Lorsqu'ils ont appliqué la métrique de vent agrégé à leurs données, la capacité du modèle à prédire les dommages réels s'est considérablement améliorée, en particulier pour les localités touchées par des tempêtes multiples. L'amélioration a été la plus spectaculaire pour les tempêtes survenant à moins d'une semaine d'intervalle. À mesure que l'intervalle entre les tempêtes s'allongeait, le bénéfice de l'addition des vents diminuait, suggérant que les bâtiments disposent d'une fenêtre d'environ une semaine pour se remettre avant l'arrivée de la tempête suivante. Si les tempêtes sont espacées davantage, les dommages de l'événement suivant ressemblent davantage à une attaque fraîche sur un bâtiment sain, plutôt qu'à un coup de grâce sur un bâtiment affaibli.

Cette étude ne suggère pas que les anciens modèles soient inutiles pour les tempêtes isolées ; pour les événements isolés, la vitesse de pointe du vent reste le meilleur prédicteur de dommages. Cependant, elle démontre que pour le scénario, de plus en plus fréquent, des grappes de tempêtes, s'appuyer uniquement sur la vitesse de pointe conduit à une vision biaisée du risque. En tenant explicitement compte de la succession des tempêtes, les chercheurs ont fourni un moyen de rendre les modèles de risque d'assurance plus réalistes. Cela signifie que les compagnies d'assurance peuvent mieux estimer les pertes totales auxquelles elles pourraient faire face lors d'une saison de tempêtes à tir rapide, menant à une tarification plus précise et une meilleure préparation pour l'avenir. Le travail confirme que le calendrier de la violence de la nature est tout aussi important que son intensité, et qu'ignorer la séquence des événements peut nous laisser impréparés face au coût réel d'une saison de tempêtes.