CROUHY Michel

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Cette thèse traite de diverses problématiques ayant trait à la gestion du collatéral dans le contexte du trading centralisé au travers des chambres de compensation. Préliminairement, nous présentons les notions de coûts de capital et coût de financement pour une banque, en les replaçant dans un cadre Black–Scholes élémentaire où le payoff d’un call standard tient lieu d’exposition au défaut d’une contrepartie. On suppose que la banque ne couvre qu’imparfaitement ce call et doit faire face à un coût de financement supérieur au taux sans risque, d’où des corrections de pricing de type FVA et KVA par rapport au prix Black–Scholes. Nous nous intéressons ensuite aux coûts auxquels une banque doit faire face lorsqu’elle trade dans le cadre d’une CCP. A cette fin, nous transposons au trading centralisé le cadre d’analyse XVA du trading bilatéral. Le coût total pour un membre de trader au travers d’une CCP est ainsi décomposé en une CVA correspondant au coût pour le membre de renflouer sa contribution au fonds de garantie en cas de pertes consécutives aux défauts d’autres membres, une MVA correspondant au coût de financement de sa marge initiale et une KVA correspondant au coût du capital mis à risque par le membre sous la forme de sa contribution au fonds de garantie. Nous remettons ensuite en cause les hypothèses réglementaires précédemment utilisées, nous intéressant à des alternatives dans lesquelles les membres auraient recours pour leur marge initiale à une tierce partie, qui posterait la marge à la place du membre en échange d’une rémunération. Nous considérons également un mode de calcul du fonds de garantie et de son allocation qui prennent en compte le risque de la chambre au sens des fluctuations de son P&L sur l’année suivante, tel qu’il résulte de la combinaison des risque de marché et des risques de défaut des membres. Enfin, nous proposons l’application de méthodologies de type mesures de risque multivariées pour le calcul des marges et/ou du fonds de garantie des membres. Nous introduisons une notion de mesures de risque systémiques au sens où elles présentent une sensibilité non seulement aux risques marginaux des composantes d’un système financier (par exemple, mais non nécessairement, les positions des membres d’une CCP), mais aussi à leur dépendance.

Dans cette thèse, nous considérons deux types d'application des effets de rétroaction en finance. Ces effets entrent en jeu quand des participants de marché exécutent des séquences de transactions ou prennent part à des réactions en chaîne, ce qui engendre des pics d'activité. La première partie présente un modèle d'exécution optimale dynamique en présence d'un flux stochastique et exogène d'ordres de marché. Nous partons du modèle de référence d'Obizheva et Wang, qui définit un cadre d'exécution optimale avec un impact de prix mixte. Nous y ajoutons un flux d'ordres modélisé à l'aide de processus de Hawkes, qui sont des processus à sauts présentant une propriété d'auto-excitation. A l'aide de la théorie du contrôle stochastique, nous déterminons la stratégie optimale de manière analytique. Puis nous déterminons les conditions d'existence de Stratégies de Manipulation de Prix, telles qu'introduites par Huberman et Stanzl. Ces stratégies peuvent être exclues si l'auto-excitation du flux d'ordres se compense exactement avec la résilience du prix. Dans un deuxième temps, nous proposons une méthode de calibration du modèle, que nous appliquons sur des données financières à haute fréquence issues de cours d'actions du CAC40. Sur ces données, nous trouvons que le modèle explique une partie non-négligeable de la variance des prix. Une évaluation de la stratégie optimale en backtest montre que celle-ci est profitable en moyenne, mais que des coûts de transaction réalistes suffisent à empêcher les manipulations de prix. Ensuite, dans la deuxième partie de la thèse, nous nous intéressons à la modélisation de la volatilité intra-journalière. Dans la littérature, la plupart des modèles de volatilité rétroactive se concentrent sur l'échelle de temps journalière, c'est-à-dire aux variations de prix d'un jour sur l'autre. L'objectif est ici d'étendre ce type d'approche à des échelles de temps plus courtes. Nous présentons d'abord un modèle de type ARCH ayant la particularité de prendre en compte séparément les contributions des rendements passés intra-journaliers et nocturnes. Une méthode de calibration de ce modèle est étudiée, ainsi qu'une interprétation qualitative des résultats sur des rendements d'actions américaines et européennes. Dans le chapitre suivant, nous réduisons encore l'échelle de temps considérée. Nous étudions un modèle de volatilité à haute fréquence, dont l'idée est de généraliser le cadre des processus Hawkes pour mieux reproduire certaines caractéristiques empiriques des marchés. Notamment, en introduisant des effets de rétroaction quadratiques inspirés du modèle à temps discret QARCH nous obtenons une distribution en loi puissance pour la volatilité ainsi que de l'asymétrie temporelle.

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Le but de cette thèse est d’approfondir les connaissances académiques sur les variations jointes des actifs financiers à haute fréquence en les analysant sous un point de vue novateur. Nous tirons profit d’une base de données de prix tick-by-tick pour mettre en lumière de nouveaux faits stylises sur la corrélation haute fréquence, et également pour tester la validité empirique de modèles multivariés. Dans le chapitre 1, nous discutons des raisons pour lesquelles la corrélation haute fréquence est d’une importance capitale pour le trading. Par ailleurs, nous passons en revue la littérature empirique et théorique sur la corrélation à de petites échelles de temps. Puis nous décrivons les principales caractéristiques du jeu de données que nous utilisons. Enfin, nous énonçons les résultats obtenus dans cette thèse. Dans le chapitre 2, nous proposons une extension du modèle de subordination au cas multivarié. Elle repose sur la définition d’un temps événementiel global qui agrège l’activité financière de tous les actifs considérés. Nous testons la capacité de notre modèle à capturer les propriétés notables de la distribution multivariée empirique des rendements et observons de convaincantes similarités. Dans le chapitre 3, nous étudions les relations lead/lag à haute fréquence en utilisant un estimateur de fonction de corrélation adapte aux données tick-by-tick. Nous illustrons sa supériorité par rapport à l’estimateur standard de corrélation pour détecter le phénomène de lead/lag. Nous établissons un parallèle entre le lead/lag et des mesures classiques de liquidité et révélons un arbitrage pour déterminer les paires optimales pour le trading de lead/lag. Enfin, nous évaluons la performance d’un indicateur basé sur le lead/lag pour prévoir l’évolution des prix à court terme. Dans le chapitre 4, nous nous intéressons au profil saisonnier de la corrélation intra-journalière. Nous estimons ce profil sur quatre univers d’actions et observons des ressemblances frappantes. Nous tentons d’incorporer ce fait stylise dans un modèle de prix tick-by-tick base sur des processus de Hawkes. Le modèle ainsi construit capture le profil de corrélation empirique assez finement, malgré sa difficulté à atteindre le niveau de corrélation absolu.

Ce travail se situe dans le cadre de l'equilibre general de diffusion. Nous rappelons au chapitre premier l'immense richesse des relations obtenues dans ce cadre, afin de souligner que les resultats sont lies de facon tres etroite a la modelisation du comportement choisi. La tendance actuelle, dans ce pan de l'economie et de la finance, est d'aller vers une plus grande finesse de la modelisation des fonctions d'utilite, afin d'obtenir des resultats coherents avec les series macro-economiques observees, pour le moment mal expliquees par les modeles. Le but de ce travail est d'examiner l'impact du relachement d'une hypothese longtemps utilisee meme de facon implicite dans les modeles, appelee additivite ou separabilie de la fonction d'utilite. Nous verrons dans le premier chapitre, que le relachement de cette hypothese intuitivement tres contestable detruit la condition de l'enveloppe classique, ce qui permet, meme dans le modele simple de merton (1969), de trouver des resultats plus conformes aux tests empiriques : la consommation n'est plus proportionnelle a la richesse avec un facteur constant (sundaresan (1990)). Dans les autres chapitres, nous examinons en quoi ce resultat peut etre etendu a une economie la plus generale possible. La premiere etape de notre demarche, qui correspond au chapitre 2, est de cerner jusqu'a quel point, les resultats tres generaux du modele de cox, ingersoll et.