Résumé : Il est bien connu que les lois marginales d'un vecteur aléatoire ne suffisent pas à caractériser sa distribution. Lorsque les lois marginales du vecteur aléatoire sont continues, le théorème de Sklar garantit l'existence et l'unicité d'une fonction appelée copule, caractérisant la dépendance entre les composantes du vecteur. La loi du vecteur aléatoire est parfaitement définie par la donnée des lois marginales et de la copule. Dans ce travail de thèse, nous proposons deux tests non paramétriques de détection de ruptures dans la distribution d’observations multivariées, particulièrement sensibles à des changements dans la copule des observations. Ils améliorent tous deux des propositions récentes et donnent lieu à des tests plus puissants que leurs prédécesseurs pour des classes d’alternatives pertinentes. Des simulations de Monte Carlo illustrent les performances de ces tests sur des échantillons de taille modérée. Le premier test est fondé sur une statistique à la Cramér-von Mises construite à partir du processus de copule empirique séquentiel. Une procédure de rééchantillonnage à base de multiplicateurs est proposée pour la statistique de test ; sa validité asymptotique sous l’hypothèse nulle est démontrée sous des conditions de mélange fort sur les données. Le second test se focalise sur la détection d’un changement dans le rho de Spearman multivarié des observations. Bien que moins général, il présente de meilleurs résultats en terme de puissance que le premier test pour les alternatives caractérisées par un changement dans le rho de Spearman. Deux stratégies de calcul de la valeur p sont comparées théoriquement et empiriquement : l’une utilise un rééchantillonnage de la statistique, l’autre est fondée sur une estimation de la loi limite de la statistique de test. // Abstract : It is very well-known that the marginal distributions of a random vector do not characterize the distribution of the random vector. When the marginal distributions are continuous, the work of Sklar ensures the existence and uniqueness of a function called copula which can be regarded as capturing the dependence between the components of the random vector. The cumulative distribution function of the vector can then be rewritten using only the copula and the marginal cumulative distribution functions. In this work, we propose two non-parametric tests for change-point detection, particularly sensitive to changes in the copula of multivariate time series. They improve on recent propositions and are more powerful for relevant alternatives involving a change in the copula. The finite-sample behavior of these tests is investigated through Monte Carlo experiments. The first test is based on a Cramér-von Mises statistic and on the sequential empirical copula process. A multiplier resampling scheme is suggested and its asymptotic validity under the null hypothesis is demonstrated under strong mixing conditions. The second test focuses on the detection of a change in Spearman’s rho. Monte Carlo simulations reveal that this test is more powerful than the first test for alternatives characterized by a change in Spearman’s rho. Two approaches to compute approximate p-values for the test are studied empirically and theoretically. The first one is based on resampling, the second one consists of estimating the asymptotic null distribution of the test statistic.

Le but de cette thèse est l'étude de certains aspects d'un marché financier comportant plusieurs actifs risqués et des options écrites sur ces actifs. Dans un premier essai, nous proposons une expression de la distribution implicite du prix d'un actif sous-jacent en fonction du smile de volatilité associé aux options écrites sur cet actif. L'expression obtenue pour la densité implicite prend la forme d'une densité log-normale plus deux termes d'ajustement. La mise en œuvre de ce résultat est ensuite illustrée à travers deux applications pratiques. Dans le deuxième essai, nous obtenons deux caractérisations de l'absence d'opportunité d'arbitrage en termes de fonctions copules. Chacune de ces caractérisations conduit à une méthode de détection des situations d'arbitrage. La première méthode proposée repose sur une propriété particulière des copules de Bernstein. La seconde méthode est valable dans le cas bivarié et tire profit de résultats sur les bornes de Fréchet-Hoeffding en présence d'information additionnelle sur la dépendance. Les résultats de l'utilisation de ces méthodes sur des données empiriques sont présentés. Enfin, dans le troisième essai, nous proposons une approche pour couvrir avec des options sur spread l'exposition au risque de dépendance d'un portefeuille d'options écrites sur deux actifs. L'approche proposée repose sur l'utilisation de deux modèles paramétriques de dépendance que nous introduisons: les copules Power Frank (PF) et Power Student's t (PST). Le fonctionnement et les résultats de l'approche proposée sont illustrés dans une étude numérique. / This thesis is dedicated to the study of a market with several risky assets and options written on these assets. In a first essay, we express the implied distribution of an underlying asset price as a function of its options implied volatility smile. For the density, the obtained expression has the form of a log-normal density plus two adjustment terms. We then explain how to use these results and develop practical applications. In a first application we value a portfolio of digital options and in another application we fit a parametric distribution. In the second essay, we propose a twofold characterization of the absence of arbitrage opportunity in terms of copula functions. We then propose two detection methods. The first method relies on a particular property of Bernstein copulas. The second method, valid only in the case of a market with two risky assets, is based upon results on improved Fréchet-Hoeffding bounds in presence of additional information about the dependence. We also present results obtained with the proposed methods applied to empirical data. Finally, in the third essay, we develop an approach to hedge, with spread options, an exposure to dependence risk for a portfolio comprising two-asset options. The approach we propose is based on two parametric models of dependence that we introduce. These dependence models are copulas functions named Power Frank (PF) and Power Student's t (PST). The results obtained with the proposed approach are detailed in a numerical study.

Le premier volet de cette thèse traite de l’évaluation du risque de crédit. Après un chapitre introductif offrant une synthèse technique des modèles de risque, nous nous intéressons à la modélisation de la dépendance entre les risques de défaut par les copules qui permettent de mieux fonder les mesures du risque de crédit. Ces dernières assurent une description intégrale de la structure de dépendance et ont l’avantage d’exprimer la distribution jointe en termes des distributions marginales. Nous les appréhendons en termes probabilistes telles qu’elles sont désormais familières, mais également selon des perspectives algébriques, démarche à certains égards plus englobante que l’approche probabiliste. Ensuite, nous proposons un modèle général de pricing des dérivés de crédit inspiré des travaux de Cherubini et Luciano (2003) et de Luciano (2003). Nous évaluons un Credit Default Swap « vulnérable », comprenant un risque de contrepartie. Nous y intégrons la Credit Valuation Adjustment (CVA)préconisée par Bâle III pour optimiser l’allocation du capital économique. Nous reprenons la représentation générale de pricing établie par Sorensen et Bollier (1994) et contrairement aux travaux cités ci-dessus, le paiement de protection ne survient pas forcément à l’échéance du contrat. La dépendance entre le risque de contrepartie et celui de l’entité de référence est approchée par les copules. Nous examinons la vulnérabilité du CDS pour des cas de dépendance extrêmes grâce à un choix de copule mixte combinant des copules usuelles « extrêmes ». En variant le rho de Spearman, la copule mixte balaie un large spectre de dépendances, tout en assurant des closed form prices. Le modèle qui en résulte est adapté aux pratiques du marché et facile à calibrer.Nous en fournissons une application numérique. Nous mettons ensuite en évidence le rôle des dérivés de crédit en tant qu’instruments de couvertures mais aussi comme facteurs de risque, accusés d’être à l’origine de la crise des subprime. Enfin, nous analysons cette dernière ainsi que celle des dettes souveraines, héritant également de l’effondrement du marché immobilier américain. Nous proposons à la suite une étude de soutenabilité de la dette publique des pays périphériques surendettés de la zone euro à l’horizon 2016. / The first part of this thesis deals with the valuation of credit risk. After an introductory chapter providing a technical synthesis of risk models, we model the dependence between default risks with the copula that helps enhancing credit risk measures. This technical tool provides a full description of the dependence structure; one could exploit the possibility of writing any joint distribution function as a copula, taking as arguments the marginal distributions. We approach copulas in probabilistic terms as they are familiar nowadays, then with an algebraic approach which is more inclusive than the probabilistic one. Afterwards, we present a general credit derivative pricing model based on Cherubini and Luciano (2003) and Luciano (2003). We price a “vulnerable”Credit Default Swap, taking into account a counterparty risk. We consider theCredit Valuation Adjustment (CVA) advocated by Basel III to optimize theeconomic capital allocation. We recover the general representation of aproduct with counterparty risk which goes back to Sorensen and Bollier (1994)and differently from the papers mentioned above, the payment of protectiondoes not occur necessarily at the end of the contract. We approach the dependence between counterparty risk and the reference credit’s one with the copula. We study the sensitivity of the CDS in extreme dependence cases with a mixture copula defined in terms of the “extreme” ones. By varying the Spearman’s rho, one can explore the whole range of positive and negative association. Furthermore, the mixture copula provides closed form prices. Our model is then closer to the market practice and easy to implement. Later on, we provide an application on credit market data. Then, we highlight the role of credit derivatives as hedging instruments and as risk factors as well since they are accused to be responsible for the subprime crisis. Finally, we analyze the subprime crisis and the sovereign debt crisis which arose from the U.S. mortgage market collapse as well. We then study the public debt sustainability of the heavily indebted peripheral countries of the eurozone by 2016.

Il s’agit d’une thèse sur le traité De duobus communissimis principiis scientiarum de Gérard Odon (vers 1320). Dans la première partie, nous faisons l’analyse du texte en nous centrant sur la notion d’« ens tertio adiacens ». Il s’agit de l’étant signifié par la totalité de la proposition et son vérifacteur ; il est univoquement comment à l’ens reale et à l’ens rationis et pour cette raison Odon l’identifie au sujet des principes de non-contradiction et du tiers exclu. L’ens tertio adiacens correspond aussi au premier objet adéquat de l’intellect et au sujet de la logique, entendue comme la science première. Dans la deuxième partie, nous plaçons Odon dans deux débats historiographiques : celui du réalisme propositionnel (à côté de Walter Burley, Grégoire de Rimini et Jean Wyclif) et celui des avancements de la doctrine des surtranscendantaux (à côté de Nicolas Bonet, François de la Marche et d’autres), lequel émerge de la distinction des deux sens de « res » chez Henri de Gand et ensuite chez Duns Scot. / This thesis deals with Geraldus Odonis’ treatise De duobos communissimis principiis scientiarum (ca. 1320). In the first part, we analyze the text by focusing on the concept of "ens tertio adiacens". It is the being signified by the totality of the proposition and its truthmaker; it is univocally common to ens reale and ens rationis, for this reason Odonis identifies it to the subject of the principle of non-contradiction and the principle of excluded middle. The ens tertio adiacens also corresponds to the first adequate object of the intellect and to the subject of logic, which is understood as the first science. In the second part, we place Odonis in two historiographical debates: the propositional realism (alongside Walter Burley, Gregory of Rimini and John Wyclif) and the advancements of the doctrine of supertranscendentals (alongside Nicolas Bonetus, Francis of Marchia and others), which emerges from the distinction between the two senses of "res" in Henry of Ghent and in Duns Scotus .

Il est bien connu que les lois marginales d'un vecteur aléatoire ne susent pas à caractériser sa distribution. Lorsque les lois marginales du vecteur aléatoire sont continues, le théorème de Sklar garantit l'existence et l'unicité d'une fonction appelée copule, caractérisant la dépendance entre les composantes du vecteur. La loi du vecteur aléatoire est parfaitement dénie par la donnée des lois marginales et de la copule. Dans ce travail de thèse, nous proposons deux tests non paramétriques de détection de ruptures dans la distribution d'observations multivariées, particulièrement sensibles à des changements dans la copule des observations. Ils améliorent tous deux des propositions récentes et donnent lieu à des tests plus puissants que leurs prédécesseurs pour des classes d'alternatives pertinentes. Des simulations de Monte Carlo illustrent les performances de ces tests sur des échantillons de taille modérée. Le premier test est fondé sur une statistique à la Cramér-von Mises construite à partir du processus de copule empirique séquentiel. Une procédure de rééchantillonnage à base de multiplicateurs est proposée pour la statistique de test ; sa validité asymptotique sous l'hypothèse nulle est démontrée sous des conditions de mélange fort sur les données. Le second test se focalise sur la détection d'un changement dans le rho de Spearman multivarié des observations. Bien que moins général, il présente de meilleurs résultats en terme de puissance que le premier test pour les alternatives caractérisées par un changement dans le rho de Spearman. Deux stratégies de calcul de la valeur p sont comparées théoriquement et empiriquement : l'une utilise un rééchantillonnage de la statistique, l'autre est fondée sur une estimation de la loi limite de la statistique de test. / It is very well-known that the marginal distributions of a random vector do not characterize the distribution of the random vector. When the marginal distributions are continuous, the work of Sklar ensures the existence and uniqueness of a function called copula which can be regarded as capturing the dependence between the components of the random vector. The cumulative distribution function of the vector can then be rewritten using only the copula and the marginal cumulative distribution functions. In this work, we propose two non-parametric tests for change-point detection, particularly sensitive to changes in the copula of multivariate time series. They improve on recent propositions and are more powerful for relevant alternatives involving a change in the copula. The finite-sample behavior of these tests is investigated through Monte Carlo experiments. The first test is based on a Cramér-von Mises statistic and on the sequential empirical copula process. A multiplier resampling scheme is suggested and its asymptotic validity under the null hypothesis is demonstrated under strong mixing conditions. The second test focuses on the detection of a change in Spearman's rho. Monte Carlo simulations reveal that this test is more powerful than the first test for alternatives characterized by a change in Spearman's rho. Two approaches to compute approximate p-values for the test are studied empirically and theoretically. The first one is based on resampling, the second one consists of estimating the asymptotic null distribution of the test statictic.

No description available.

No description available.

Cette thèse traite de problèmes de dépendance entre processus stochastiques en temps continu. Ces résultats sont appliqués à la modélisation et à la gestion des risques des marchés de l'électricité.Dans une première partie, de nouvelles copules sont établies pour modéliser la dépendance entre deux mouvements Browniens et contrôler la distribution de leur différence. On montre que la classe des copules admissibles pour les Browniens contient des copules asymétriques. Avec ces copules, la fonction de survie de la différence des deux Browniens est plus élevée dans sa partie positive qu'avec une dépendance gaussienne. Les résultats sont appliqués à la modélisation jointe des prix de l'électricité et d'autres commodités énergétiques. Dans une seconde partie, nous considérons un processus stochastique observé de manière discrète et défini par la somme d'une semi-martingale continue et d'un processus de Poisson composé avec retour à la moyenne. Une procédure d'estimation pour le paramètre de retour à la moyenne est proposée lorsque celui-ci est élevé dans un cadre de statistique haute fréquence en horizon fini. Ces résultats sont utilisés pour la modélisation des pics dans les prix de l'électricité.Dans une troisième partie, on considère un processus de Poisson doublement stochastique dont l'intensité stochastique est une fonction d'une semi-martingale continue. Pour estimer cette fonction, un estimateur à polynômes locaux est utilisé et une méthode de sélection de la fenêtre est proposée menant à une inégalité oracle. Un test est proposé pour déterminer si la fonction d'intensité appartient à une certaine famille paramétrique. Grâce à ces résultats, on modélise la dépendance entre l'intensité des pics de prix de l'électricité et de facteurs exogènes tels que la production éolienne. / In this thesis, we study some dependence modeling problems between continuous time stochastic processes. These results are applied to the modeling and risk management of electricity markets. In a first part, we propose new copulae to model the dependence between two Brownian motions and to control the distribution of their difference. We show that the class of admissible copulae for the Brownian motions contains asymmetric copulae. These copulae allow for the survival function of the difference between two Brownian motions to have higher value in the right tail than in the Gaussian copula case. Results are applied to the joint modeling of electricity and other energy commodity prices. In a second part, we consider a stochastic process which is a sum of a continuous semimartingale and a mean reverting compound Poisson process and which is discretely observed. An estimation procedure is proposed for the mean reversion parameter of the Poisson process in a high frequency framework with finite time horizon, assuming this parameter is large. Results are applied to the modeling of the spikes in electricity prices time series. In a third part, we consider a doubly stochastic Poisson process with stochastic intensity function of a continuous semimartingale. A local polynomial estimator is considered in order to infer the intensity function and a method is given to select the optimal bandwidth. An oracle inequality is derived. Furthermore, a test is proposed in order to determine if the intensity function belongs to some parametrical family. Using these results, we model the dependence between the intensity of electricity spikes and exogenous factors such as the wind production.

La première partie de cette thèse introduit une nouvelle méthodologie pour la réalisation d’exercices de stress-tests. Notre approche permet de considérer des scénarios de stress beaucoup plus riches qu’en pratique, qui évaluent l’impact d’une modification de la distribution statistique des facteurs influençant les prix d’actifs, pas uniquement les conséquences d’une réalisation particulière de ces facteurs, et prennent en compte la réaction du gestionnaire de portefeuille au choc. La deuxième partie de la thèse est consacrée à la valorisation des obligations à maturité très longues (supérieure à 10 ans). La modélisation de la volatilité des taux de très long terme est un défi, notamment du fait des contraintes posées par l’absence d’opportunités d’arbitrage, et la plupart des modèles de taux d’intérêt en absence d’opportunités d’arbitrage impliquent un taux limite (de maturité infinie) constant. Le deuxième chapitre étudie la compatibilité du facteur "niveau", dont les variations ont un impact uniforme sur l’ensemble des taux modélisés, a fortiori les plus longs, avec l’absence d’opportunités d’arbitrage. Nous introduisons dans le troisième chapitre une nouvelle classe de modèle de taux d’intérêt, sans opportunités d’arbitrage, où le taux limite est stochastique, dont nous présentons les propriétés empiriques sur une base de données de prix d’obligations du Trésor américain. / In the first part of this thesis, we introduce a new methodology for stress-test exercises. Our approach allows to consider richer stress-test exercises, which assess the impact of a modification of the whole distribution of asset prices’ factors, rather than focusing as the common practices on a single realization of these factors, and take into account the potential reaction to the shock of the portfolio manager.
 The second part of the thesis is devoted to the pricing of bonds with very long-term time-to-maturity (more than ten years). Modeling the volatility of very long-term rates is a challenge, due to the constraints put by no-arbitrage assumption. As a consequence, most of the no-arbitrage term structure models assume a constant limiting rate (of infinite maturity). The second chapter investigates the compatibility of the so-called "level" factor, whose variations have a uniform impact on the modeled yield curve, with the no-arbitrage assumptions. We introduce in the third chapter a new class of arbitrage-free term structure factor models, which allows the limiting rate to be stochastic, and present its empirical properties on a dataset of US T-Bonds.