There is a lack of research in the area of hedging future contracts, especially in illiquid or very volatile market conditions. It is important to understand the volatility of the oil and currency markets because reduced fluctuations in these markets could lead to better hedging performance. This study compared different hedging methods by using a hedging error metric, supplementing the Receding Horizontal Control and Stochastic Programming (RHCSP) method by utilizing the London Interbank Offered Rate with the Levy process. The RHCSP hedging method was investigated to determine if improved hedging error was accomplished compared to the Black-Scholes, Leland, and Whalley and Wilmott methods when applied on simulated, oil, and currency futures markets. A modified RHCSP method was also investigated to determine if this method could significantly reduce hedging error under extreme market illiquidity conditions when applied on simulated, oil, and currency futures markets. This quantitative study used chaos theory and emergence for its theoretical foundation. An experimental research method was utilized for this study with a sample size of 506 hedging errors pertaining to historical and simulation data. The historical data were from January 1, 2005 through December 31, 2012. The modified RHCSP method was found to significantly reduce hedging error for the oil and currency market futures by the use of a 2-way ANOVA with a t test and post hoc Tukey test. This study promotes positive social change by identifying better risk controls for investment portfolios and illustrating how to benefit from high volatility in markets. Economists, professional investment managers, and independent investors could benefit from the findings of this study.

L'objectif de cette thèse est d'étudier le rôle des flux d'entrée-sortie d'emploi et d'entreprises dans la dynamique du cycle conjoncturel. Plus particulièrement, ce travail s'attache à montrer les effets de ces flux de réallocation en présence de frictions sur les marchés du travail et du capital. Dans le premier chapitre, écrit en collaboration avec F. Pappadà, nous mettons en évidence un nouveau canal d'amplification associé aux contraintes de crédit. Le modèle théorique que nous proposons prédit que la récession occasionne une chute de la production agrégée plus prononcée en présence de contraintes de crédit en raison d'une plus forte hausse du taux de destruction d'entreprises. Le second chapitre s'intéresse au rôle des flux de réallocation dans la dynamique de la productivité agrégée. Contrairement aux décompositions usuelles, la méthode que nous proposons permet de mesurer la contribution des changements d'efficacité allocative. Estimée sur données françaises sur la période 1991-2006, cette décomposition indique que les récessions contribuent à améliorer la productivité agrégée à travers une amélioration de l'allocation des ressources. Le dernier chapitre, fruit d'une collaboration avec J-O Hairault et F. Langot, examine les conséquences des fluctuations économiques sur le bien-être des agents économiques. En présence de frictions d'appariement, nous montrons que les fluctuations économiques augmentent le niveau moyen du chômage. Les fluctuations sont alors coûteuses, non seulement du fait de l'aversion des ménages pour la volatilité, mais également du fait des conséquences indirectes de cette volatilité sur le niveau moyen de consommation.

On propose une perspective originale d'analyser les différents flux hautes fréquences d'information provenant des marchés financiers et fournit des modèles simples et intuitives qui reflètent étroitement la réalité. On observe les données empiriques et note certains faits stylisés et propose des modèles pour capturer ces faits. Dans le chapitre 1, on passe en revue les définitions et propriétés de base des marchés électroniques. En particulier, on revoit les travaux de microstructure et de modélisation du marché, et leurs relations à ce travail. On introduit la taille du "tick", qu'on utilise pour classifier les actifs et interpréter les différents résultats. Dans le chapitre 2, on montre empiriquement que l'impact d'une seule transaction dépend de la durée inter-transactions. En effet, lorsque le taux des échanges devient plus rapide, la variance des rendements des transactions augmente fortement et que ce comportement persiste à des échelles de temps plus grossières. On montre également que la valeur du spread augmente avec l'activité et on en déduit que les carnets d'ordres sont plus vide lorsque le taux des échanges est élevé. Dans le chapitre 3, on présente un modèle pour capturer le bruit de microstructure. Les prix des actifs sont représentés par la somme des rendements "tick" arrivant à des temps de Poisson aléatoires. Le modèle se compose d'une martingale diffusive contaminée par un bruit autocorrélé mais disparaissant aux échelles grossières. On est capable de capturer la signature de la variance et l'autocorrélation faible mais significative des rendements "tick". Dans le chapitre 4, on utilise les processus ponctuels de Hawkes pour modéliser l'arrivée aléatoire des transactions. On modélise la transformation échelle fine - échelle grossière des prix et en particulier l'effet sur les moments des rendements des prix. On propose une technique simple d'estimation non paramétrique de la structure de dépendance des processus de Hawkes dans le cas unidimensionnel et dans quelques cas particuliers multidimensionnels. On applique la méthode à des actifs de Future et trouve des noyaux de dépendance en loi de puissance.

Nous établissons les liens asymptotique entre deux catégories de modèles à volatilité stochastique décrivant le même marché dérivé: - un modèle générique à volatilité stochastique instantanée (SInsV) , dont le système d'EDS est un chaos de Wiener formel, spécifié sans aucune variable d'état. - une classe à volatilité implicite stochastique glissante (SImpV), qui est un autre modèle de marché, décrivant explicitement la dynamique conjointe du sous-jacent et de la surface d'options Européennes associées. Chacune de ces connexions est atteinte couche par couche, entre un groupe de coefficients SInsV et un ensemble de differentielles SImpV (statiques et dynamiques). L'approche asymptotique conduit à ce que ces différentielles croisees soient prises à l'expiration zéro, au point ATM. Nous progressons d'une configuration simple, bi-dimensionnelle à sous-jacent unique, d'abord vers une configuration multi-dimensionnelle, puis vers un cadre à structure par terme. Nous exposons les contraintes structurelles de modélisation et l'asymétrie entre le problème direct (de SInsV vers SImpV) et inverse. Nous montrons que cette expansion asymptotique en chaos (ACE) est un outil puissant pour la conception et l'analyse de modèles. En se concentrant sur des modèles à volatilité locale et leurs extensions, nous comparons ACE avec la littérature et exhibons un biais systématique dans l'heuristique de Gatheral. Dans le contexte multi-dimensionnel, nous nous concentrons sur des paniers à poids stochastiques, pour lesquels ACE fournit des résultats intuitifs soulignant la recurrence naturelle. Dans l'environnement des taux d'intérêt, nous etablissons la première couche de descripteurs du smile pour les caplets, les swaptions et les options sur obligations, à la fois dans un cadre SV-HJM et un cadre SV-LMM. En outre, nous montrons que ACE peut être automatisé pour des modèles génériques, à n'importe quel ordre, sans calcul formel. L'intérêt de cet algorithme est démontré par le calcul manuel des 2eme et 3eme couches, dans un modèle générique SInsV bi-dimensionnel. Nous présentons le potentiel applicatif d'ACE pour la calibration, l'evaluation, la couverture ou à des fins d'arbitrage, illustré par des tests numériques sur le modèle CEV-SABR.

Cette thèse porte sur l'étude mathématique du problème de projection Markovienne d'un processus aléatoire: il s'agit de construire, étant donné un processus aléatoire ξ, un processus de Markov ayant à chaque instant la même distribution que ξ. Cette construction permet ensuite de déployer les outils analytiques disponibles pour l'étude des processus de Markov (équations aux dérivées partielles ou équations integro-différentielles) dans l'étude des lois marginales de ξ, même lorsque ξ n'est pas markovien. D'abord étudié dans un contexte probabiliste, notamment par Gyöngy (1986), ce problème a connu un regain d'intêret motivé par les applications en finance, sous l'impulsion des travaux de B. Dupire. La thèse entreprend une étude systématique des aspects probabilistes (construction d'un processus de Markov mimant les lois marginales de ξ) et analytiques (dérivation d'une équation de Kolmogorov forward) de ce problème, étendant les résultats existants au cas de semimartingales discontinues. Notre approche repose sur l'utilisation de la notion de problème de martingale pour un opérateur integro-différentiel. Nous donnons en particulier un résultat d'unicité pour une équation de Kolmogorov associée à un opérateur integro-différentiel non-dégénéré. Ces résultats ont des applications en finance: nous montrons notamment comment ils peuvent servir à réduire la dimension d'un problème à travers l'exemple de l'évaluation des options sur indice en finance.

Dans ce dossier je présente l'ensemble des travaux de recherche que j'ai effectués pendant les années 2007-2012. Depuis ma thèse doctorale (soutenue le 11 décembre 2006), mes travaux de recherche portent sur les risques de crédit et des applications, en particulier, sur les quatre thèmes suivants : approche de densité dans la modélisation de défaut, optimisation de portefeuille avec risques de contrepartie et de contagion, risque d'informations asymétriques sur le défaut, et méthode de Stein. L'étude de ces problèmes fait intervenir de différentes théories mathématiques, comme par exemple le grossissement de filtrations, le contrôle stochastique, les méthodes numériques probabilistes, etc., et conduit à des questions mathématiques intéressantes, souvent profondes. Parmi ces sujets, certains sont issus de motivations d'actualité financière et susceptibles d'avoir des applications dans la pratique; d'autres sont des problèmes mathématiques inspirés par la finance mais qui ont un caractère théorique.

Cette thèse cherche à étudier les relations climat/agriculture en Afrique de l'Ouest dans un contexte de croissance démographique nécessitant une augmentation des rendements agricoles futurs. Nous cherchons à caractériser dans un premier temps les changements climatiques passés et futurs dans la région, puis à passer en revue plusieurs études qui donnent une estimation de l'impact du climat futur sur les rendements agricoles de la sous-région, afin de produire des résultats robustes et de souligner les limites de ces études. La valeur médiane d'évolution des rendements futurs se situe ainsi vers -11%, et cette valeur est robuste au type de modèle agronomique employé. Il semble de plus nécessaire de travailler plus en détail sur les scénarii futurs, parfois trop limités et sur les différences entre variétés qui peuvent être importantes. Nous soulignons également l'hétérogénéité des résultats à l'échelle de la sous-région. Nous nous fondons dans un deuxième temps sur ces constatations pour réaliser une étude d'impact originale utilisant des données observées sur 35 stations météorologiques en Afrique de l'Ouest. Pour cela, nous définissons 35 scénarii possibles fondés sur cinq anomalies de pluie (de -20% à +20%) et sept de température (de +0°C à +6°C) et nous simulons les rendements pour trois variétés contrastées de mil et trois de sorgho. Les résultats montrent entre autre une évolution négative du rendement moyen principalement due à l'augmentation de température que la pluie peut seulement atténuer ou aggraver. On note également un impact plus négatif pour les variétés à cycle court et constant que pour les variétés sensibles à la photopériode. Enfin, pour une même anomalie de température, si on considère comme équiprobables les cinq scénarii de pluie, la probabilité d'avoir une forte baisse des rendements est plus importante dans le Sud de la sous-région. Les constatations sur la forte variabilité interannuelle de la pluie (et donc des rendements) et sur le climat futur incertain nous poussent donc à étudier l'intérêt pour les paysans sahéliens de prévisions climatiques saisonnières qui donnent avant le début de la saison des pluies une information sur la catégorie du cumul pluviométrique (plutôt sec, normal ou humide). Cette prévision permet ainsi de minimiser l'impact de l'aléa pluviométrique et est robuste à l'incertitude du changement climatique. Nous calculons de ce fait la valeur d'une telle information pour les cultivateurs de mil nigériens en utilisant un modèle économique représentant les stratégies des agents considérés (choix culturaux, aversion au risque...). Les résultats montrent un impact sur le revenu globalement positif, même en années sèches et avec une prévision d'une précision proche de l'existant. Ainsi, cette prévision imparfaite donne une augmentation du revenu de +6.9% sur les 18 années. Ce gain est légèrement supérieur avec une prévision parfaite (+11%) et atteint +34% si on fournit des informations supplémentaires sur le début et la fin de la saison: ces informations permettent en effet d'utiliser de nouvelles stratégies culturales. Enfin, afin d'étudier des points que l'évaluation théorique laissait en suspens nous élaborons au Sénégal des ateliers participatifs qui visent à étudier avec les acteurs locaux les changements de stratégies culturales en réaction à des prévisions climatiques (saisonnières et décadaires), ainsi que le gain engendré par ces prévisions sur les rendements. L'impact sur les rendements est évalué avec l'aide d'un expert et montre que les prévisions ont certes un effet nul dans 62% des cas, mais qu'il est positif dans 31%. Ces résultats dépendent cependant des villages étudiés.

Cette thèse, constituée de trois papiers de recherche, est organisée autour de la construction d’indicateurs de crises financières dont les signaux sont ensuite utilisés pour l’élaboration de stratégies de trading algorithmique. Le premier papier traite de l’établissement d’un cadre de travail permettant la construction des indicateurs de crises financière. Le pouvoir de prédiction de nos indicateurs est ensuite démontré en utilisant l’un d’eux pour construire une stratégie de type protective-put active qui est capable de faire mieux en termes de performances qu’une stratégie passive ou, la plupart du temps, que de multiples réalisations d’une stratégie aléatoire. Le second papier va plus loin dans l’application de nos indicateurs de crises à la création de stratégies de trading algorithmique en utilisant le signal combiné d’un grand nombre de nos indicateurs pour gouverner la composition d’un portefeuille constitué d’un mélange de cash et de titres d’un ETF répliquant un indice equity comme le SP500. Enfin, dans le troisième papier, nous construisons des indicateurs de crises financières en utilisant une approche complètement différente. En étudiant l’évolution dynamique de la distribution des spreads des composantes d’un indice CDS tel que l’ITRAXXX Europe 125, une bande de Bollinger est construite autour de la fonction de répartition de la distribution empirique des spreads, exprimée sur une base de deux distributions log-normales choisies à l’avance. Le passage par la fonction de répartition empirique de la frontière haute ou de la frontière basse de cette bande de Bollinger est interprétée en termes de risque et permet de produire un signal de trading. / This thesis is constituted of three research papers and is articulated around the construction of financial crisis indicators, which produce signals, which are then applied to devise successful systematic trading strategies. The first paper deals with the establishment of a framework for the construction of our financial crisis indicators. Their predictive power is then demonstrated by using one of them to build an active protective-put strategy, which is able to beat in terms of performance a passive strategy as well as, most of the time, multiple paths of a random strategy. The second paper goes further in the application of our financial crisis indicators to the elaboration of systematic treading strategies by using the aggregated signal produce by many of our indicators to govern a portfolio constituted of a mix of cash and ETF shares, replicating an equity index like the SP500. Finally, in the third paper, we build financial crisis indicators by using a completely different approach. By studying the dynamics of the evolution of the distribution of the spreads of the components of a CDS index like the ITRAXX Europe 125, a Bollinger band is built around the empirical cumulative distribution function of the distribution of the spreads, fitted on a basis constituted of two lognormal distributions, which have been chosen beforehand. The crossing by the empirical cumulative distribution function of either the upper or lower boundary of this Bollinger band is then interpreted in terms of risk and enables us to construct a trading signal.

The abundance, accessibility, and scale of data have engendered an era where machine learning can quickly and accurately solve complex problems, identify complicated patterns, and uncover intricate trends. One research area where many have applied these techniques is the stock market. Yet, financial domains are influenced by many factors and are notoriously difficult to predict due to their volatile and multivariate behavior. However, the literature indicates that public sentiment data may exhibit significant predictive qualities and improve a model’s ability to predict intricate trends. In this study, momentum SVM classification accuracy was compared between datasets that did and did not contain sentiment analysis-related features. The results indicated that sentiment containing datasets were typically better predictors, with improved model accuracy. However, the results did not reflect the improvements shown by similar research and will require further research to determine the nature of the relationship between sentiment and higher model performance.

[pt] A literatura tradicional mostra que em mercado desenvolvidos estratégias de reversão de curto prazo no mercado de ações podem ser interpretadas como proxies para provisão de liquidez. Essa dissertação valida esse achado para o cenário brasileiro, um mercado menos líquido e desenvolvido. No mercado americano de ações, o retorno esperado de tais estratégias parece ser lucrativo, variante com o tempo e fortemente previsível usando índices de liquidez e medo tal como o VIX. No Brasil, um mercado mais volátil, a lucratividade de tais estratégias parece ter reduzido nos últimos anos e contrário as expectativas, o EMBImais Brazil é o único índice com poder preditivo sobre os retornos desta estratégia, enquanto o VIX-EWZ e o Ivol-BR, ambos proxies ao que seria um VIX brasileiro não possuem tal poder. O retorno esperado desta estratégia aumenta em momentos de maior percepção de risco, o que indica que a redução na oferta de liquidez, traduzida em um aumento nos retornos esperados pela provisão por liquidez é um dos motivos para evaporação de liquidez em tempos de grandes agitações até mesmo no mercado brasileiro. / [en] Literature shows that short-term reversal strategies in equity markets can be interpreted as a proxy for liquidity provision. This study examines whether the short-term reversal strategy bears similar results in Brazil, a way less developed and illiquid market. On the developed American stock markets, the expected return of such a strategy appears to be lucrative, strongly timevarying and highly predictable with liquidity and fear indexes such as the VIX index. In the Brazilian, more volatile market, the profitability of such a strategy seem to have reduced in the latest years, and contrary to expectations, the EMBIplus Brazil is the only index with predictive power over such returns while the VIX-EWZ and the Ivol-BR, both proxies to what would be a Brazilian VIX have no predictive power. The expected returns of providing liquidity seem to rise in times of increased risk perception, which indicates that withdrawal of liquidity supply, translated in an increase in the expected returns from liquidity provision, is one of the drivers behind the evaporation of liquidity in times of market turmoil even in developing countries.