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Gaëtan Le Gall Investissement en infrastructures : identi ... · PDF file Titre : Investissement en infrastructures : identi cation et modélisation de risques spéci ques Con dentialité

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  • Mémoire présenté devant l’ENSAE ParisTech pour l’obtention du diplôme de la filière Actuariat

    et l’admission à l’Institut des Actuaires le 15/11/2017

    Par : Gaëtan Le Gall

    Titre : Investissement en infrastructures : identification et modélisation de risques spécifiques

    Confidentialité : � NON � OUI (Durée : � 1 an � 2 ans)

    Les signataires s’engagent à respecter la confidentialité indiquée ci-dessus

    Membres présents du jury de la filière Entreprise : Nom : Alexandre Guchet Signature :

    Membres présents du jury de l’Institut Directeurs du mémoire en entreprise : des Actuaires

    Nom : Ismaël Tahri Hassani Signature :

    Nom : Estelle Blumereau Signature :

    Autorisation de publication et de mise en ligne sur un site de diffusion de documents actuariels (après expiration de l’éventuel délai de confidentialité) Signature du responsable entreprise

    Secrétariat :

    Signature du candidat Bibliothèque :

    Ecole Nationale de la Statistique et de l’Administration Economique (ENSAE) 5, avenue Henry Le Chatelier - 91120 PALAISEAU, FRANCE

  • Résumé

    L’évolution récente de la réglementation associée aux investissements en infrastructures, ainsi que la part grandissante de ces actifs dans le portefeuille d’acteurs importants mettent en relief l’importance d’une meilleure compréhension des risques spécifiques qui leur sont associés par les assureurs. Identifier et modéliser ces risques spécifiques permettra aux assu- reurs souhaitant s’engager dans de tels investissements d’avoir l’approche la plus prudente possible et d’avoir une meilleure perception du profil de risque réel de leur portefeuille.

    Si l’approche proposée par la formule standard offre une première mesure du risque inhérent à cette catégorie d’investissement, les critères d’éligibilité des investissements à un traitement spécifique regroupent un ensemble de conditions quantitatives et qualitatives. L’une de ces conditions est la capacité, pour l’entreprise gérant l’infrastructure, à honorer ses engagements financiers en cas d’événements de stress majeurs. Ils sont spécifiques à chaque projet et c’est donc à l’assureur de montrer que les événements pertinents ont été modélisés.

    L’objectif de ce mémoire est de se placer du point de vue d’un assureur souhaitant bénéficier du traitement spécifique pour un investissement en infrastructures. Le projet d’investissement envisagé est une ferme éolienne générant de l’électricité revendue sur le marché.

    Mots clés : investissement, infrastructures, Solvabilité 2, financement de projet, éo- liennes, électricité

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  • Abstract

    The current development of regulatory norms regarding infrastructure investments and the continuous increase of their weight in asset portfolios possessed by important market players highlight the significance of a better understanding of the very risks addressed to by insurers when considering these investments. Identifying and modeling these specific risks would allow insurers that want to undertake such investments to have a finer insight of their portfolio’s risk profile.

    While the proposed approach by the Standard Formula (Solvency ii reform) gives a first-hand measure of the intrinsic risk in this category, these investment vehicles require a customized treatment ; certain eligibility criteria as a group of quantitative and qualitative conditions to be met. One of them would be the capacity of a firm investing in infrastructure projects in order to be able to fulfill its obligations if a major stress event occurs. It must be stressed out that the events in question are specific to each project and it is in each insurer’s hands to ensure that the relevant ones have been taken into account in the modeling approach.

    The goal of this master thesis is to study, from an insurer’s point of view, how one can benefit from the specific treatment when investing in infrastructure. For such a purpose, we have chosen the case of an Eolic farm that produces and sells electricity as an alternative form in the market.

    Key words : investment vehicle, infrastructure, Solvency II, project financing, wind turbines, electricity.

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  • Note de synthèse

    Les infrastructures sont historiquement financées par l’industrie bancaire, qui bénéficie souvent de garanties d’Etat sur la dette. L’entrée en vigueur de Bâle III rend plus contrai- gnant la détention d’actifs de long terme par les banques, réduisant considérablement les investissements des établissements bancaires dans les projets d’infrastructure. Dès lors, la Commission européenne, consciente du rôle essentiel qu’ont les infrastructures dans le paysage économique, a dû s’employer à trouver de nouvelles sources de financement. Elle s’est ainsi tournée vers les autres investisseurs institutionnels, disposant d’une capacité de financement de plus de 8 400 milliards d’euros en Europe. Les assureurs ne sont en effet pas insensibles à l’attractivité de tels actifs : ils procurent des rendements intéres- sants dans un contexte de taux historiquement bas ; leur profil de risque diffère fortement de celui des dettes corporate classiques (taux de défaut bien inférieurs, taux de recou- vrement supérieurs) ; ils ont en général de longues maturités concordant avec les passifs des assureurs-vie et des fonds de pension. Néanmoins, détenir des actifs de long terme est relativement coûteux en termes de capital réglementaire, les assureurs se trouvent ainsi désincités à s’engager sur de tels projets malgré leurs avantages.

    L’EIOPA s’est penchée sur la question au cours de l’année 2015 : au vu des éléments présentés ci-dessus, faut-il traiter spécifiquement les investissements en infrastructures dans Solvabilité II et définir une nouvelle catégorie d’actif à part entière ? L’amendement de la Commission européenne du 30 septembre 2015 clôturant les réflexions de l’EIOPA va dans ce sens en apportant une définition claire et précise des actifs d’infrastructure. Dès lors, les investissements éligibles bénéficient d’un traitement avantageux dans la réglementation prudentielle. Les critères d’éligibilité à un tel traitement spécifique regroupent un ensemble de conditions quantitatives et qualitatives. L’une de ces conditions est la capacité, pour l’entreprise gérant l’infrastructure, à honorer ses engagements financiers en cas d’événe- ments de stress majeurs. Ils sont spécifiques à chaque projet et c’est donc à l’assureur de montrer que les événements pertinents ont été modélisés. Par exemple, il peut s’agir du risque d’inondation ou de tempête pour un pont, du risque d’accident pour une centrale nu- cléaire, du risque de fréquentation pour une autoroute, ou encore du risque météorologique pour une ferme éolienne.

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  • Ainsi, nous choisissons de nous placer du point de vue d’un assureur souhaitant béné- ficier du traitement favorable de Solvabilité II en matière d’investissement en considérant le financement d’une ferme éolienne. Plus particulièrement, il s’agit de réaliser un travail d’analyse et de compréhension de l’ensemble des risques inhérents à ce projet. Ce travail est une illustration de ce qui doit être entrepris par un assureur cherchant à démontrer à l’autorité de régulation qu’il a bien identifié les risques spécifiques et qu’il est légitime à calculer son SCR de manière moins contraignante.

    Par conséquent, le revenu généré par la ferme éolienne doit être étudié. Il est donc néces- saire de s’intéresser aux modèles d’intensité éolienne : les variations du vent détermineront en effet la quantité d’électricité produite par la ferme. Ces modèles reposent essentielle- ment sur des ajustements d’une loi de Weibull aux intensités mesurées, permettant aussi de prendre en compte des phénomènes extrêmes, comme des tempêtes.

    La distribution des vitesses de vent varie d’un endroit à un autre puisqu’elle dépend des conditions climatiques locales, du paysage et de la surface. Les paramètres de la distribution de Weibull qui la caractérisent sont donc différents d’un site à l’autre. Par conséquent, les promoteurs d’un projet de ferme éolienne doivent analyser chaque site d’implantation en estimant les paramètres grâce à des données spécifiques aux zones géographiques. Nous avons choisi de considérer Brest – situé sur la pointe bretonne – comme potentiel site d’implantation. Météo France met à disposition du public un certain nombre de données météorologiques sur un historique de plus de vingt ans pour la station de Brest-Guipavas, dont nous nous servons pour calibrer notre modèle.

    Afin d’être le plus précis dans notre étude, nous considérons un modèle type d’éolienne dont les caractéristiques sont fournies par le constructeur. Parmi celles-ci, on retrouve la courbe de puissance, qui représente la puissance fournie par l’éolienne en fonction de la vitesse du vent. La distribution du vent que nous modélisons ainsi que la courbe de puissance permet de déduire la quantité d’électricité produite sur une année, à savoir 15 195 MWh en moyenne.

    Cette modélisation aurait été entièrement satisfaisante s’il ne s’agissait que de détermi- ner la production annuelle d’électricité, ce qui peut par exemple être un des objectifs d’une entreprise comme EDF. Néanmoins, notre aspiration est plutôt d’estimer les cash flows que génère la ferme éoli