Applications des méthodes probabilistes et de contrôle stochastique à la finance mathématique.

Résumé Le présent travail se compose de six chapitres classés en trois parties et a pour trait commun les applications probabilistes et de contrôle stochastique à l'évaluation d'actifs contingents en marche incomplet. Le premier chapitre concerne le problème de temps d'arrêt optimal d'un processus de diffusion à sauts contrôlé et montre, généralisant les résultats de Lions (1983), que la fonction valeur est caractérisée comme l'unique solution de viscosité de l'équation de Hamilton-Jacobi-Bellman issue de la programmation dynamique, avec des conditions aux limites appropriées. Le deuxième chapitre établit des résultats d'existence et d'unicité dans la classe des fonctions régulières c#1#,#2 lorsque l'opérateur intégrodifférentiel précèdent est linéaire, c'est à dire quand il n'y a pas de contrôle sur le processus de diffusion à sauts. La deuxième partie s'intéresse au problème de couverture et d'évaluation d'actifs contingents dans un cadre de marche incomplet. A partir de critères d'optimisation quadratique, on détermine, au chapitre 3, la stratégie de prix et de couverture qui dupliquent au mieux un actif contingent donné, lorsque les processus de prix sont des semi martingales. A partir d'une approche d'évaluation par équilibre, le chapitre 4, dans un cadre de modèle à volatilité stochastique, donne des conditions nécessaires et suffisantes sur un système de prix d'Arrow-Debreu donne pour qu'il soit cohérent avec un modèle d'équilibre intertemporel additif à plusieurs agents. Enfin, la troisième partie traite de l'évaluation d'options dans un modèle de diffusion avec sauts. Utilisant les résultats de la partie 1, on étudie la régularité du prix d'une option européenne (chapitre 5) et celle d'une option américaine (chapitre 6) et on les caractérise comme solutions d'équations intégrodifférentielles paraboliques du second ordre, avec des conditions aux limites adéquates. On établit certaines propriétés d'une option, relatives aux facteurs d'incomplétude de marche causes par la présence des sauts.