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World economic losses due to natural disasters have increased faster than GDP in the last three decades because risky regions have sustained growing population and low prevention measures. Moreover, only a third of these losses are insured and the low penetration of insurance generates undesirable wealth fluctuation for affected population. In this context and in the perspective of climate change, reducing natural disaster losses and increasing insurance coverage have become main challenges for our societies, which are addressed in the present thesis. Low current levels of prevention measures and insurance coverage can be explained by the numerous market imperfections and poorly designed public policies, as detailed in the introductive chapter of the dissertation. It is thus crucial to better understand these market failures and the role of public policies to improve both of them. Chapter 2 investigates preventive behaviors in the context of city development. By featuring an urban model, it shows that riskier areas are developed nearer to the city center than further away, investment in building resilience leads to more concentrated cities and riskier areas get lower household density and higher building resilience. Moreover, insurance subsidy leads to risk over-exposure through increase of density in the riskiest areas and general decrease of resilience. This analysis highlights the negative effects of subsidization and the role that can be played by urban policies such as density restrictions and building codes. The following chapters deal with risk sharing in the context of risk correlation, a main feature of natural disaster risks. In a model of a risky economy with potential risk dependence between individuals, chapter 3 shows that Pareto optimal allocation of risks can be reached thanks to stock insurance companies in competition and a reduced number of financial assets. This result, which is valid without market imperfections, requires in particular that agents be fully liable for their contracts in each state of nature. In practice, to limit the default on liabilities in catastrophic states, public policies require agents to secure financial reserves. Chapters 4 and 5 investigate the issue of risk correlation when securing financial reserves is costly. Chapter 4 analyzes how the probability of a risk affects the purchase of insurance by risk-exposed individuals. It demonstrates that individuals are more inclined to insure for low-probability risks than for high-probability risks with standard insurance costs, but result is reversed when reserve related costs are added. Chapter 5 examines the optimal design of insurance contracts when individual risks are correlated in a community. It shows that the optimal contract consists in partial insurance against individual risk, with a lower indemnity in catastrophic states than in normal states, and potentially some dividend in normal states. The last chapter concludes by opening on further possible research related to prevention and insurance of natural disasters. ; Les pertes économiques liées aux catastrophes naturelles ont augmenté dans le monde plus rapidement que le PIB les trente dernières années en raison d'un accroissement de population et d'un faible niveau de prévention dans les régions exposées. De plus, seulement un tiers de ces pertes sont assurées et la faible pénétration de l'assurance génère des chocs de richesse pour les populations affectées. Dans ce contexte et dans la perspective du changement climatique, réduire les pertes liées aux catastrophes naturelles et accroître la couverture d'assurance sont devenus des enjeux majeurs pour nos sociétés, qui sont abordés dans la présente thèse. Les faibles niveaux de prévention et d'assurance peuvent s'expliquer par les nombreuses imperfections de marché et les politiques publiques déficientes, comme l'explique le chapitre introductif de la thèse. Il est nécessaire de mieux comprendre ces problèmes de marché et le rôle des politiques publiques afin de les améliorer. Le chapitre 2 s'intéresse aux choix de prévention dans le contexte du développement des villes. A l'aide d'un modèle d'économie urbaine, il montre que des zones plus risquées sont développées près du centre-ville que loin du centre-ville, l'investissement dans la résilience des bâtiments permet de développer des villes plus concentrées et les zones plus risquées sont moins densément peuplées et génèrent plus de prévention. De plus, les subventions à l'assurance mènent à une exposition excessive aux risques à travers une augmentation de la densité dans les zones les plus risquées et une baisse générale de la résilience. Cette analyse illustre les effets négatifs des subventions et le rôle que peuvent jouer les politiques publiques urbaines telles que les restrictions de densité ou les codes de construction. Les chapitres suivants abordent la problématique du partage des risques dans le contexte de corrélation des risques, caractéristique majeure des risques de catastrophes naturelles. A l'aide d'un modèle d'économie avec risques individuels potentiellement corrélés, le chapitre 3 démontre qu'une allocation Pareto-optimale des risques peut être atteinte avec des compagnies d'assurance en compétition et un nombre restreint d'actifs financiers. Ce résultat, qui est valide sans imperfections de marché, nécessite en particulier que les agents soient entièrement responsables pour les contrats signés dans chaque état de la nature. En pratique, pour limiter les défauts de paiement dans les états catastrophiques, les politiques publiques requièrent que les agents aient des réserves financières. Les chapitres 4 et 5 s'intéressent à la problématique de la corrélation des risques quand ces réserves sont coûteuses. Le chapitre 4 étudie comment la probabilité d'un risque affecte le choix de couverture d'individus exposés. Il montre que les individus sont plus enclins à s'assurer pour les faibles probabilités que pour les grandes avec des coûts standard d'assurance, mais que le résultat est inversé quand des coûts dus aux réserves financières sont ajoutés. Le chapitre 5 analyse la forme optimale des contrats d'assurance quand les risques individuels sont corrélés dans une communauté. Il démontre que le contrat optimal consiste en une assurance partielle contre le risque individuel, avec une couverture plus faible dans les états catastrophiques que dans les états normaux, plus potentiellement des dividendes dans les états normaux. Le dernier chapitre conclut en ouvrant sur de nouvelles questions de recherche liées à la prévention et à l'assurance des catastrophes naturelles.

World economic losses due to natural disasters have increased faster than GDP in the last three decades because risky regions have sustained growing population and low prevention measures. Moreover, only a third of these losses are insured and the low penetration of insurance generates undesirable wealth fluctuation for affected population. In this context and in the perspective of climate change, reducing natural disaster losses and increasing insurance coverage have become main challenges for our societies, which are addressed in the present thesis. Low current levels of prevention measures and insurance coverage can be explained by the numerous market imperfections and poorly designed public policies, as detailed in the introductive chapter of the dissertation. It is thus crucial to better understand these market failures and the role of public policies to improve both of them. Chapter 2 investigates preventive behaviors in the context of city development. By featuring an urban model, it shows that riskier areas are developed nearer to the city center than further away, investment in building resilience leads to more concentrated cities and riskier areas get lower household density and higher building resilience. Moreover, insurance subsidy leads to risk over-exposure through increase of density in the riskiest areas and general decrease of resilience. This analysis highlights the negative effects of subsidization and the role that can be played by urban policies such as density restrictions and building codes. The following chapters deal with risk sharing in the context of risk correlation, a main feature of natural disaster risks. In a model of a risky economy with potential risk dependence between individuals, chapter 3 shows that Pareto optimal allocation of risks can be reached thanks to stock insurance companies in competition and a reduced number of financial assets. This result, which is valid without market imperfections, requires in particular that agents be fully liable for their contracts in each state of nature. In practice, to limit the default on liabilities in catastrophic states, public policies require agents to secure financial reserves. Chapters 4 and 5 investigate the issue of risk correlation when securing financial reserves is costly. Chapter 4 analyzes how the probability of a risk affects the purchase of insurance by risk-exposed individuals. It demonstrates that individuals are more inclined to insure for low-probability risks than for high-probability risks with standard insurance costs, but result is reversed when reserve related costs are added. Chapter 5 examines the optimal design of insurance contracts when individual risks are correlated in a community. It shows that the optimal contract consists in partial insurance against individual risk, with a lower indemnity in catastrophic states than in normal states, and potentially some dividend in normal states. The last chapter concludes by opening on further possible research related to prevention and insurance of natural disasters. ; Les pertes économiques liées aux catastrophes naturelles ont augmenté dans le monde plus rapidement que le PIB les trente dernières années en raison d'un accroissement de population et d'un faible niveau de prévention dans les régions exposées. De plus, seulement un tiers de ces pertes sont assurées et la faible pénétration de l'assurance génère des chocs de richesse pour les populations affectées. Dans ce contexte et dans la perspective du changement climatique, réduire les pertes liées aux catastrophes naturelles et accroître la couverture d'assurance sont devenus des enjeux majeurs pour nos sociétés, qui sont abordés dans la présente thèse. Les faibles niveaux de prévention et d'assurance peuvent s'expliquer par les nombreuses imperfections de marché et les politiques publiques déficientes, comme l'explique le chapitre introductif de la thèse. Il est nécessaire de mieux comprendre ces problèmes de marché et le rôle des politiques publiques afin de les améliorer. Le chapitre 2 s'intéresse aux choix de prévention dans le contexte du développement des villes. A l'aide d'un modèle d'économie urbaine, il montre que des zones plus risquées sont développées près du centre-ville que loin du centre-ville, l'investissement dans la résilience des bâtiments permet de développer des villes plus concentrées et les zones plus risquées sont moins densément peuplées et génèrent plus de prévention. De plus, les subventions à l'assurance mènent à une exposition excessive aux risques à travers une augmentation de la densité dans les zones les plus risquées et une baisse générale de la résilience. Cette analyse illustre les effets négatifs des subventions et le rôle que peuvent jouer les politiques publiques urbaines telles que les restrictions de densité ou les codes de construction. Les chapitres suivants abordent la problématique du partage des risques dans le contexte de corrélation des risques, caractéristique majeure des risques de catastrophes naturelles. A l'aide d'un modèle d'économie avec risques individuels potentiellement corrélés, le chapitre 3 démontre qu'une allocation Pareto-optimale des risques peut être atteinte avec des compagnies d'assurance en compétition et un nombre restreint d'actifs financiers. Ce résultat, qui est valide sans imperfections de marché, nécessite en particulier que les agents soient entièrement responsables pour les contrats signés dans chaque état de la nature. En pratique, pour limiter les défauts de paiement dans les états catastrophiques, les politiques publiques requièrent que les agents aient des réserves financières. Les chapitres 4 et 5 s'intéressent à la problématique de la corrélation des risques quand ces réserves sont coûteuses. Le chapitre 4 étudie comment la probabilité d'un risque affecte le choix de couverture d'individus exposés. Il montre que les individus sont plus enclins à s'assurer pour les faibles probabilités que pour les grandes avec des coûts standard d'assurance, mais que le résultat est inversé quand des coûts dus aux réserves financières sont ajoutés. Le chapitre 5 analyse la forme optimale des contrats d'assurance quand les risques individuels sont corrélés dans une communauté. Il démontre que le contrat optimal consiste en une assurance partielle contre le risque individuel, avec une couverture plus faible dans les états catastrophiques que dans les états normaux, plus potentiellement des dividendes dans les états normaux. Le dernier chapitre conclut en ouvrant sur de nouvelles questions de recherche liées à la prévention et à l'assurance des catastrophes naturelles.