On the design of customized risk measures in insurance, the problem of capital allocation and the theory of fluctuations for Lévy processes

Abstract

Dans cette thèse, nous étudions quelques problèmes fondamentaux en mathématiques financières et actuarielles, ainsi que leurs applications. Cette thèse est constituée de trois contributions portant principalement sur la théorie de la mesure de risques, le problème de l’allocation du capital et la théorie des fluctuations. Dans le chapitre 2, nous construisons de nouvelles mesures de risque cohérentes et étudions l’allocation de capital dans le cadre de la théorie des risques collectifs. Pour ce faire, nous introduisons la famille des "mesures de risque entropique cumulatifs" (Cumulative Entropic Risk Measures). Le chapitre 3 étudie le problème du portefeuille optimal pour le Entropic Value at Risk dans le cas où les rendements sont modélisés par un processus de diffusion à sauts (Jump-Diffusion). Dans le chapitre 4, nous généralisons la notion de "statistiques naturelles de risque" (natural risk statistics) au cadre multivarié. Cette extension non-triviale produit des mesures de risque multivariées construites à partir des données financiéres et de données d’assurance. Le chapitre 5 introduit les concepts de "drawdown" et de la "vitesse d’épuisement" (speed of depletion) dans la théorie de la ruine. Nous étudions ces concepts pour des modeles de risque décrits par une famille de processus de Lévy spectrallement négatifs.

The aim of this thesis is to study fundamental problems in financial and insurance mathematics particularly the problem of measuring risk and its application within financial and insurance frameworks. The main contributions of this thesis can be classified in three main axes: the theory of risk measures, the problem of capital allocation and the theory of fluctuation. In Chapter 2, we design new coherent risk measures and study the associated capital allocation in the context of collective risk theory. We introduce the family of Cumulative Entropic Risk Measures. In Chapter 3, we study the optimal portfolio problem for the Entropic Value at Risk coherent risk measure for particular return models which are based on relevant cases of Jump-Diffusion models. In Chapter 4, we extending the notion of natural risk statistics to the multivariate setting. This non-trivial extension will endow us with multivariate data-based risk measures that are bound to have applications in finance and insurance. In Chapter 5, we introduce the concepts of drawdown and speed of depletion to the ruin theory literature and study them for the class of spectrally negative Lévy risk processes.