Cette thèse est composée de trois articles abordant différentes problématiques en relation avec la modélisation, la couverture et la tarification des risques d’assurance et financiers. “A general class of distortion operators for pricing contingent claims with applications to CAT bonds” est un projet présentant une méthode générale pour dériver des opérateurs de distorsion compatibles avec la valorisation sans arbitrage. Ce travail offre également une nouvelle classe simple d’opérateurs de distorsion afin d’expliquer les primes observées dans le marché des obligations catastrophes. “Local hedging of variable annuities in the presence of basis risk” est un travail dans lequel une méthode de couverture des rentes variables en présence de risque de base est développée. La méthode de couverture proposée bénéficie d’une exposition plus élevée au risque de marché et d’une diversification temporelle du risque pour obtenir un rendement excédentaire et faciliter l’accumulation de capital. “Option pricing under regime-switching models : Novel approaches removing path-dependence” est un projet dans lequel diverses mesures neutres au risque sont construites pour les modèles à changement de régime de manière à générer des processus de prix d’option qui ne présentent pas de dépendance au chemin, en plus de satisfaire d’autres propriétés jugées intuitives et souhaitables. / This thesis is composed of three papers addressing different issues in relation to the modeling, hedging and pricing of insurance and financial risks. “A general class of distortion operators for pricing contingent claims with applications to CAT bonds” is a project presenting a general method for deriving probability distortion operators consistent with arbitrage-free pricing. This work also offers a simple novel class of distortions operators for explaining catastrophe (CAT) bond spreads. “Local hedging of variable annuities in the presence of basis risk” is a work in which a method to hedge variable annuities in the presence of basis risk is developed. The proposed hedging scheme benefits from a higher exposure to equity risk and from time diversification of risk to earn excess return and facilitate the accumulation of capital. “Option pricing under regime-switching models: Novel approaches removing path-dependence” is a project in which various risk-neutral measures for hidden regime-switching models are constructed in such a way that they generate option price processes which do not exhibit path-dependence in addition to satisfy other properties deemed intuitive and desirable.

Depuis la crise financière, la modélisation financière et la gestion des risques ont pris une place particulière dans les domaines de la finance et assurance. Cette thèse rentre dans ce cadre et aborde plus spécifiquement trois problématiques en lien avec la modélisation financière, l'évaluation et la couverture des risques. Les trois problématiques se déclinent en trois articles comme suit : "Optimal choice between CAT bond and debt to cover the risks of natural disasters". Ce document de recherche analyse le choix entre la dette non contingente et l'obligation catastrophe pour couvrir le risque de tremblements de terre. Un modèle dynamique d'optimisation stochastique avec frictions a été développé et montre sous quelles conditions il peut être avantageux pour un gouvernement d'émettre une obligation catastrophe plutôt qu'une obligation standard non contingente. "Écart de taux des obligations catastrophes, liquidité et taux d'intérêt " vise à analyser les déterminants de la liquidité des écarts de taux des obligations catastrophes en prenant en compte l'impact des taux d'intérêt. Ce projet permet d'analyser l'impact prépondérant du taux d'intérêt sur les écarts de taux des obligations catastrophes dans le contexte de taux d'intérêt durablement bas observé ces dernières années. "Pricing dynamics and solvency in insurance : capital allocation, surplus and insurance cycle". Cet article propose un modèle de tarification stochastique à plusieurs périodes basé sur la valeur des options de défaut, et qui prend en compte le cycle d'assurance afin d'examiner les interactions entre les prix, l'allocation optimale de capital et la solvabilité d'un assureur multirisque. / Since the financial crisis, financial modeling and risk management have taken on a special role in the fields of finance and insurance. This thesis is part of this context and addresses three specific issues related to financial modeling, risk assessment and risk coverage. The three issues are divided into three articles as follows: "Optimal choice between cat bond and debt to cover the risks of natural disasters ". This research paper analyzes the choice between non-contingent debt and catastrophe bonds to cover the risk of earthquakes. A dynamic stochastic optimization model with frictions has been developed and shows under which conditions it can be advantageous for a government to issue a catastrophe bond rather than a standard non-contingent bond. " Cat bond spreads, liquidity and interest rates" aims to analyze the determinants of liquidity and CAT bond spreads by taking into account the impact of interest rates. This project allows us to analyze the preponderant impact of interest rates on CAT bond spreads in the context of persistently low interest rates observed in recent years. "Pricing dynamics and solvency in insurance: capital allocation, surplus and insurance cycle". This paper proposes a multi-period stochastic pricing model based on the value of default options, and takes into account the insurance cycle, in order to examine the interactions among pricing, optimal capital allocation and solvency of a PC insurer.