Chapitre 6 · Semestre 2

Les annuités constantes : valeur actuelle

Mathématiques Financières

Objectifs du chapitre — À la fin de ce chapitre, vous saurez :

  • établir et utiliser la formule de la valeur actuelle d'annuités constantes ;
  • calculer la mensualité d'un crédit ou le montant empruntable ;
  • calculer le coût d'un crédit et son taux effectif ;
  • traiter les annuités de début de période, les annuités différées et les perpétuités ;
  • relier valeur actuelle et valeur acquise.

6.1 La formule de la valeur actuelle

On cherche ce que vaut aujourd'hui une suite de $n$ versements $a$, effectués à la fin de chacune des $n$ prochaines périodes, au taux $i$. On actualise chaque versement :

$$V_0 = a(1+i)^{-1} + a(1+i)^{-2} + \cdots + a(1+i)^{-n}$$

C'est une suite géométrique de raison $(1+i)^{-1}$ :

$$\boxed{V_0 = a \times \frac{1 - (1+i)^{-n}}{i}}$$

La valeur actuelle est calculée une période avant le premier versement. Le facteur $\dfrac{1 - (1+i)^{-n}}{i}$ (noté $a_{\overline{n}|i}$) donne la valeur actuelle de $n$ versements de 1 DH.

Relation avec la valeur acquise : $V_n = V_0\,(1+i)^n$. Les deux formules décrivent la même suite, évaluée à deux dates différentes.

6.2 L'application majeure : le remboursement d'un emprunt

Quand une banque prête un montant $V_0$ remboursable par $n$ annuités constantes, le montant prêté est la valeur actuelle des annuités, au taux du prêt. D'où l'annuité de remboursement :

$$\boxed{a = V_0 \times \frac{i}{1 - (1+i)^{-n}}}$$

Et, pour une capacité de remboursement $a$ donnée, le montant maximal empruntable est $V_0 = a \times \dfrac{1 - (1+i)^{-n}}{i}$.

Mensualités. Pour un crédit remboursé chaque mois, on utilise un taux mensuel. Les banques marocaines appliquent en général le taux proportionnel (taux annuel / 12) au calcul des mensualités.

Exemple — crédit immobilier : 600 000 DH sur 20 ans (240 mensualités) au taux annuel de 5 %, soit un taux mensuel proportionnel de $5\,\% / 12 \approx 0{,}41667\,\%$ :

$$m = 600\,000 \times \frac{0{,}0041667}{1 - 1{,}0041667^{-240}} \approx 3\,959{,}73\ DH$$

Sur 20 ans, l'emprunteur rembourse $240 \times 3\,959{,}73 \approx 950\,336$ DH : le coût du crédit (intérêts) atteint environ 350 336 DH, plus de la moitié du capital emprunté. Allonger la durée baisse la mensualité mais augmente fortement le coût total.

6.3 Le taux effectif d'un crédit

Lorsque la banque prélève des frais (frais de dossier, assurance, commission), l'emprunteur reçoit moins que le capital nominal tout en remboursant les mêmes mensualités. Le taux réel est le taux $i$ qui égalise la somme réellement reçue et la valeur actuelle des mensualités :

$$\text{Somme reçue} = m \times \frac{1 - (1+i)^{-n}}{i}$$

On le trouve par essais et interpolation. Il est ensuite exprimé en taux annuel, soit par la méthode proportionnelle ($\times 12$), soit par la méthode actuarielle ($(1+i)^{12} - 1$) : l'énoncé précise la convention. Ce taux effectif permet de comparer les offres, d'où l'obligation d'afficher un taux effectif global dans les offres de crédit à la consommation (loi 31-08).

6.4 Les annuités de début de période

Si le premier versement a lieu immédiatement (loyer payé d'avance, crédit-bail dont le premier loyer est payé à la signature) :

$$\boxed{V_0' = a\,(1+i) \times \frac{1 - (1+i)^{-n}}{i}}$$

6.5 Les annuités différées

Si le premier versement n'a lieu qu'après $d$ périodes « blanches » (différé de remboursement, par exemple pendant la construction d'une usine ou les études d'un étudiant), on calcule la valeur actuelle une période avant le premier versement, puis on l'actualise encore de $d$ périodes :

$$V_0 = a \times \frac{1 - (1+i)^{-n}}{i} \times (1+i)^{-d}$$

Exemple : 5 annuités de 20 000 DH, la première dans 3 ans, au taux de 6 %. La valeur à la date 2 (une période avant le premier versement) est de $20\,000 \times 4{,}212364 \approx 84\,247{,}28$ DH ; aujourd'hui : $84\,247{,}28 \times 1{,}06^{-2} \approx 74\,979{,}78$ DH.

Côté emprunteur, un différé peut être partiel (on paie seulement les intérêts pendant le différé) ou total (on ne paie rien : les intérêts s'ajoutent au capital, qui grossit).

6.6 Les perpétuités

Une rente perpétuelle (versements sans fin) a une valeur actuelle finie, car $(1+i)^{-n}$ tend vers 0 :

$$\boxed{V_0 = \frac{a}{i}}$$

Exemple : une fondation veut verser 12 000 DH de bourse d'études chaque année, indéfiniment, avec un placement à 4 % : il lui faut $12\,000 / 0{,}04 = 300\,000$ DH.

Si les versements croissent au taux $g < i$ (première annuité $a$ dans un an), $V_0 = \dfrac{a}{i - g}$ : c'est la formule de Gordon-Shapiro, utilisée pour évaluer une action à partir de ses dividendes. Avec $a = 5\,000$, $i = 8\,\%$ et $g = 3\,\%$ : $V_0 = 5\,000 / 0{,}05 = 100\,000$ DH.

6.7 Méthode : résoudre un problème de crédit

  1. Convertir le taux dans la période des remboursements (taux mensuel proportionnel par défaut pour les crédits bancaires, sauf mention contraire).
  2. Identifier la date de départ : premier versement dans une période (formule usuelle), immédiat (début de période) ou différé.
  3. Calculer l'annuité ou le capital ; en déduire le coût total du crédit ($n \times a - V_0$).
  4. Pour un taux inconnu, encadrer puis interpoler.
  5. Présenter clairement : montant, durée, taux, mensualité, coût total.

Les pièges à éviter

  • Confondre valeur actuelle (remboursement d'une dette) et valeur acquise (constitution d'un capital).
  • Oublier que la formule donne la valeur une période avant le premier versement.
  • Utiliser $n$ en années avec un taux mensuel.
  • Pour un différé, actualiser d'une période de trop (ou de moins) : comptez sur l'axe du temps.
  • Additionner les mensualités et appeler cela « la valeur du crédit » : le coût s'apprécie par comparaison avec le capital emprunté.

Exercice 1 — Le crédit automobile d'Ahmed

Ahmed, commercial à Marrakech, achète une voiture de 180 000 DH. Il verse un apport de 30 000 DH et emprunte le reste sur 5 ans, remboursable par mensualités constantes de fin de mois, au taux nominal annuel de 7,2 % (taux mensuel proportionnel).

Travail à faire :

  1. Calculez le taux mensuel, la mensualité et le coût total du crédit.
  2. Ahmed estime qu'il ne peut pas rembourser plus de 2 500 DH par mois. Quel montant maximal pourrait-il emprunter aux mêmes conditions ?
  3. La banque propose un différé total de 6 mois (aucun paiement, intérêts capitalisés) avant les 60 mensualités. Calculez la nouvelle mensualité.
  4. Sans différé, la banque prélève 1 500 DH de frais de dossier au départ. Calculez le taux mensuel effectif par interpolation, puis le taux annuel selon la méthode proportionnelle et selon la méthode actuarielle.
Voir le corrigé

1) Mensualité et coût

Capital emprunté : $180\,000 - 30\,000 = 150\,000$ DH ; taux mensuel : $7{,}2\,\% / 12 = 0{,}6\,\%$ ; $n = 60$.

$$\frac{1 - 1{,}006^{-60}}{0{,}006} \approx 50{,}262130 \qquad m = \frac{150\,000}{50{,}262130} \approx \mathbf{2\,984{,}35\ DH}$$

Coût total : $60 \times 2\,984{,}35 - 150\,000 \approx \mathbf{29\,061{,}25\ DH}$ d'intérêts.

2) Montant maximal empruntable

$$V_0 = 2\,500 \times 50{,}262130 \approx \mathbf{125\,655{,}33\ DH}$$

Avec 30 000 DH d'apport, Ahmed devrait se limiter à une voiture d'environ 155 655 DH, ou allonger la durée du crédit.

3) Différé total de 6 mois

Pendant le différé, la dette grossit : $150\,000 \times 1{,}006^6 \approx 155\,481{,}65$ DH. Les 60 mensualités remboursent ce nouveau capital :

$$m' = \frac{155\,481{,}65}{50{,}262130} \approx \mathbf{3\,093{,}42\ DH}$$

Le différé soulage Ahmed pendant six mois mais augmente chaque mensualité d'environ 109 DH.

4) Taux effectif avec frais de dossier

Ahmed reçoit $150\,000 - 1\,500 = 148\,500$ DH et paie 60 mensualités de 2 984,35 DH. On cherche $i$ tel que $2\,984{,}35 \times \dfrac{1 - (1+i)^{-60}}{i} = 148\,500$.

Taux mensuel essayé Valeur actuelle des mensualités
0,63 % 148 723,41
0,64 % 148 301,25

$$i \approx 0{,}63\,\% + 0{,}01\,\% \times \frac{148\,723{,}41 - 148\,500}{148\,723{,}41 - 148\,301{,}25} \approx \mathbf{0{,}6353\,\%}\ \text{par mois}$$

  • Méthode proportionnelle : $0{,}6353\,\% \times 12 \approx \mathbf{7{,}62\,\%}$ l'an ;
  • Méthode actuarielle : $1{,}006353^{12} - 1 \approx \mathbf{7{,}90\,\%}$ l'an.

Les frais de dossier font passer le coût de 7,2 % à environ 7,6 % (en taux proportionnel) : c'est ce type de calcul qu'intègre le taux effectif global affiché par les banques.

Exercice 2 — Crédit immobilier : 15 ans ou 25 ans ?

Un couple de Tétouan emprunte 800 000 DH au taux annuel de 4,8 % (taux mensuel proportionnel), remboursables par mensualités constantes.

  1. Calculez la mensualité et le coût total du crédit sur 15 ans, puis sur 25 ans.
  2. Commentez le choix de la durée.
Voir le corrigé

Taux mensuel : $4{,}8\,\% / 12 = 0{,}4\,\%$.

1)

Durée Mensualité Total remboursé Coût du crédit
15 ans (180 mois) $800\,000 / \dfrac{1 - 1{,}004^{-180}}{0{,}004} \approx 6\,243{,}32$ 1 123 797 323 797
25 ans (300 mois) $800\,000 / \dfrac{1 - 1{,}004^{-300}}{0{,}004} \approx 4\,583{,}98$ 1 375 193 575 193

2) Passer de 15 à 25 ans réduit la mensualité d'environ 1 659 DH (− 27 %) mais augmente le coût du crédit de plus de 251 000 DH (+ 78 %). La durée longue n'est justifiée que si la mensualité de 15 ans dépasse la capacité de remboursement du ménage (les banques plafonnent en général les échéances à un tiers à 40 % des revenus).

Exercice 3 — Crédit-bail et perpétuité

  1. Une entreprise de Casablanca prend en crédit-bail une machine de 400 000 DH, remboursée par 16 loyers trimestriels constants payables d'avance (le premier à la signature), au taux trimestriel de 2 %. On néglige la valeur résiduelle. Calculez le loyer trimestriel et le coût total du financement.
  2. Une association veut financer indéfiniment un prix annuel de 12 000 DH, le premier dans un an, avec un placement à 4 %. Quel capital doit-elle réunir ? Et si le prix doit augmenter de 2 % par an ?
Voir le corrigé

1) Loyers de début de période : $400\,000 = L \times 1{,}02 \times \dfrac{1 - 1{,}02^{-16}}{0{,}02} = L \times 1{,}02 \times 13{,}577709$, d'où $L \approx \mathbf{28\,882{,}40\ DH}$. Coût : $16 \times 28\,882{,}40 - 400\,000 \approx \mathbf{62\,118{,}44\ DH}$.

2) Perpétuité constante : $12\,000 / 0{,}04 = \mathbf{300\,000\ DH}$. Perpétuité croissante : $12\,000 / (0{,}04 - 0{,}02) = \mathbf{600\,000\ DH}$ : la croissance double le capital nécessaire.

L'essentiel — Annuités constantes : valeur actuelle

  • Valeur actuelle (une période avant le premier versement) : $V_0 = a \times \dfrac{1 - (1+i)^{-n}}{i}$ ; et $V_n = V_0(1+i)^n$.
  • Annuité de remboursement d'un emprunt $V_0$ : $a = V_0 \times \dfrac{i}{1 - (1+i)^{-n}}$ ; capital empruntable pour une annuité $a$ donnée : $V_0 = a \times \dfrac{1-(1+i)^{-n}}{i}$.
  • Crédits bancaires mensuels : taux mensuel proportionnel (taux annuel / 12) en général.
  • Coût du crédit $= n \times a - V_0$ ; allonger la durée réduit la mensualité mais augmente le coût.
  • Taux effectif : taux qui égalise la somme réellement reçue (après frais) et la valeur actuelle des remboursements ; par interpolation, puis annualisé (proportionnel ou actuariel) — principe du TEG.
  • Début de période : $V_0' = a(1+i)\dfrac{1-(1+i)^{-n}}{i}$ ; différé de $d$ périodes : multiplier par $(1+i)^{-d}$.
  • Perpétuité : $V_0 = a / i$ ; croissante au taux $g$ : $V_0 = a / (i - g)$ (Gordon-Shapiro).
1La valeur actuelle de n annuités constantes de fin de période est :
2La valeur actuelle est calculée :
3Un taux annuel de 6 % donne un taux mensuel proportionnel de :
4Allonger la durée d'un crédit, à taux égal :
5Le coût total d'un crédit est :
6Des frais de dossier prélevés au départ :
7La valeur actuelle d'une rente perpétuelle de 6 000 DH par an à 5 % est :
8Pour une suite d'annuités dont le premier versement a lieu dans 4 ans, la formule usuelle donne la valeur à la date :
9Des loyers payables d'avance ont une valeur actuelle :
10La formule de Gordon-Shapiro V0 = a / (i − g) suppose :

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