<p>This work consists of four articles concerning Gaussian probability laws with stochastic means and variances. The first paper introduces a new way of approximating the probability distribution of a function of random variables. This is done with a Gaussian probability law with stochastic mean and variance. In the second paper an extension of the Generalized Hyperbolic class of probability distributions is presented. The third paper introduces, using a Gaussian probability law with stochastic mean and variance, a GARCH type stochastic process with skewed innovations. </p><p>In the fourth paper a Lévy process with second order stochastic volatility is presented, option pricing under such a process is also considered.</p>

Cette thèse porte sur le problème d'évaluation d'options dans les<br />modèles basés sur les processus de Lévy. Nous établissons le lien entre les prix d'options dans ces modèles et des équations<br />intégro-différentielles (EID). Ce lien nous permet de construire<br />des méthodes numériques efficaces d'évaluation d'options.<br /><br /> Nous étudions d'abord la régularité des prix des options<br />européennes (standards ou avec barrières). En particulier, nous<br />mettons en évidence à travers plusieurs exemples l'absence possible de cette régularité. Dans ce cas, les prix d'options doivent être considérés comme des solutions généralisées des EID. Plus précisément, nous montrons que les prix des options européennes, avec ou sans barrières, sont des solutions de viscosité des problèmes intégro-différentiels correspondants.<br /><br />Nous proposons ensuite deux schémas semi-implicites aux différences finies pour la résolution numérique des EID. Nous étudions leurs consistance, stabilité et convergence vers la solution de viscosité de l'équation. Nous proposons également des estimations de la vitesse de cette convergence.<br /><br />Enfin, la dernière partie de la thèse est consacrée aux tests<br />numériques des méthodes proposées et la comparaison de l'efficacité des deux schémas.

This work consists of four articles concerning Gaussian probability laws with stochastic means and variances. The first paper introduces a new way of approximating the probability distribution of a function of random variables. This is done with a Gaussian probability law with stochastic mean and variance. In the second paper an extension of the Generalized Hyperbolic class of probability distributions is presented. The third paper introduces, using a Gaussian probability law with stochastic mean and variance, a GARCH type stochastic process with skewed innovations. In the fourth paper a Lévy process with second order stochastic volatility is presented, option pricing under such a process is also considered.

This thesis is concerned with the small-time asymptotics and expansions of call option prices, when the log-return processes of the underlying stock prices follow several Levy-based models. To be specific, we derive the time-to-maturity asymptotic behavior for both at-the-money (ATM), out-of-the-money (OTM) and in-the-money (ITM) call-option prices under several jump-diffusion models and stochastic volatility models with Levy jumps. In the OTM and ITM cases, we consider a general stochastic volatility model with independent Levy jumps, while in the ATM case, we consider the pure-jump CGMY model with or without an independent Brownian component. An accurate modeling of the option market and asset prices requires a mixture of a continuous diffusive component and a jump component. In this thesis, we first model the log-return process of a risk asset with a jump diffusion model by combining a stochastic volatility model with an independent pure-jump Levy process. By assuming smoothness conditions on the Levy density away from the origin and a small-time large deviation principle on the stochastic volatility model, we derive the small-time expansions, of arbitrary polynomial order, in time-t, for the tail distribution of the log-return process, and for the call-option price which is not at-the-money. Moreover, our approach allows for a unified treatment of more general payoff functions. As a consequence of our tail expansions, the polynomial expansion in t of the transition density is also obtained under mild conditions. The asymptotic behavior of the ATM call-option prices is more complicated to obtain, and, in general, is given by fractional powers of t, which depends on different choices of the underlying log-return models. Here, we focus on the CGMY model, one of the most popular tempered stable models used in financial modeling. A novel second-order approximation for ATM option prices under the pure-jump CGMY Levy model is derived, and then extended to a model with an additional independent Brownian component. The third-order asymptotic behavior of the ATM option prices as well as the asymptotic behavior of the corresponding Black-Scholes implied volatilities are also addressed.

Ce travail regroupe cinq articles et porte sur l'étude de certaines propriétés des diffusions en milieux aléatoires et des marches multi-excitées.<br /><br />Dans la première partie, nous considérons le modèle de la diffusion aléatoire dans un potentiel aléatoire ainsi que son analogue discret : la marche aléatoire en milieu aléatoire. On étudie, dans le cas récurrent, le comportement asymptotique presque sûr de ces processus lorsque le potentiel sous-jacent est dans le domaine d'attraction d'un processus stable. On caractérise ensuite les différents régimes de croissance d'une diffusion transiente lorsque son potentiel est un processus de Lévy sans sauts positifs. <br /><br />Dans la seconde partie, nous étudions le modèle récent de la marche multi-excitée. Nous établissons en particulier un critère permettant de déterminer si la vitesse asymptotique de la marche est strictement positive. Nous caractérisons de plus, dans le cas d'une vitesse nulle, tous les régimes de transiences possibles.

La thématique principale de cette thèse est la construction et l'étude de méthodes implémentables par ordinateur permettant d'approcher le régime stationnaire d'un processus ergordique multidimensionnel solution d'une EDS dirigée par un processus de Lévy. S'appuyant sur une approche développée par Lamberton&Pagès puis Lemaire dans le cadre des diffusions Browniennes, nos méthodes basées sur des schémas <br />d'Euler à pas décroissant, « exacts » ou « approchés », permettent de simuler efficacement la probabilité invariante mais également la loi globale d'un tel processus en régime stationnaire. <br />Ce travail possède des applications théoriques et pratiques diverses dont certaines <br />sont développées ici (TCL p.s. pour les lois stables, théorème limite relatif aux valeurs extrêmes, pricing d'options pour des modèles à volatilité stochastique stationnaire...).

La présente recherche porte sur les liens intertextuels entre L'Ange des ténèbres (Abaddón el exterminador) d'Ernesto Sábato et Don Quichotte de la démanche de Victor-Lévy Beaulieu. Partant du constat selon lequel ces deux romans mettent en scène des personnages écrivains qui s'approprient un nombre important de textes canoniques pour nourrir leur entreprise d'écriture, ce mémoire cherche à montrer, dans une perspective qui emprunte à la fois à l'analyse intertextuelle et au concept de figures de l'écrit, comment la présence de réseaux intertextuels partagés permet, d'une part, d'effectuer des rapprochements entre certaines réflexions spéculaires sur la fonction de la littérature et, d'autre part, d'étudier la façon dont les références communes s'intègrent dans les projets énonciatifs de chacun des romans. Après avoir exposé, dans un premier chapitre, les notions théoriques entourant le concept d'intertextualité et celles reliées à l'inscription matérielle des textes dans la fiction (figures de l'écrit, bibliothèques imaginaires), le deuxième chapitre s'emploie à analyser, à l'aide de la taxinomie de Genette, l'utilisation que font les deux romans de certaines références communes récurrentes, notamment celles liées à Don Quichotte de la Manche, de Miguel de Cervantès. Le troisième chapitre est consacré, quant à lui, à dégager l'ensemble des références intertextuelles partagées, de façon à constituer une carte des liens thématiques qui forment les métadiscours des romans étudiés. L'analyse de ce réseau souterrain, tissé autour de références intertextuelles secondaires, permet de comparer la conception de la fonction de la littérature et de déterminer la façon dont les discours quant au rôle de l'écrivain s'inscrivent dans un entrecroisement d'intertextes communs. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : intertextualité, figures de l'écrit, Victor-Lévy Beaulieu, Ernesto Sábato.

Cette thèse traite de la modélisation de prix boursiers par les exponentielles de processus de Lévy. La première partie développe une méthode non-paramétrique stable de calibration de modèles exponentielle-Lévy, c'est-à-dire de reconstruction de ces modèles à partir des prix d'options cotées sur un marché financier. J'étudie les propriétés de convergence et de stabilité de cette méthode de calibration, décris sa réalisation numérique et donne des exemples de son utilisation. L'approche adoptée ici consiste à reformuler le problème de calibration comme celui de trouver un modèle exponentielle-Lévy risque-neutre qui reproduit les prix d'options cotées avec la plus grande précision possible et qui a l'entropie relative minimale par rapport à un processus "a priori" donné. Ce problème est alors résolu en utilisant la méthode de régularisation, provenant de la théorie de problèmes inverses mal posés. L'application de ma méthode de calibration aux données empiriques de prix d'options sur indice permet d'étudier certaines propriétés des mesures de Lévy implicites qui correspondent aux prix de marché. La deuxième partie est consacrée au développement d'une méthode permettant de caractériser les structures de dépendance entre les composantes d'un processus de Lévy multidimensionnel et de construire des modèles exponentielle-Lévy multidimensionnels. Cet objectif est atteint grâce à l'introduction de la notion de copule de Lévy, qui peut être considérée comme l'analogue pour les processus de Lévy de la notion de copule, utilisée en statistique pour modéliser la dépendance entre les variables aléatoires réelles. Les exemples de familles paramétriques de copules de Lévy sont donnés et une méthode de simulation de processus de Lévy multidimensionnels, dont la structure de dépendance est décrite par une copule de Lévy, est proposée.

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Esta dissertação revisa a literatura acadêmica existente sobre a teoria de opções utilizando os modelos de precificação com saltos. Os conceitos foram equalizados, a nomenclatura foi padronizada, sendo gerado um material de referência sobre o assunto. O pressuposto de lognormalidade com volatilidade constante não é aceito pelo mercado financeiro. É freqüente, no meio acadêmico, a busca de modelos que reproduzam os fenômenos observados de leptocurtose ou assimetria dos log-retornos financeiros e que possuam a mesma robustez e facilidade para manipulação analítica do consagrado modelo de Black-Scholes. Os modelos com saltos são uma alternativa para esse problema. Avaliou-se o modelo de Kou no mercado acionário brasileiro composto por um componente de difusão que segue um movimento browniano geométrico e um componente de saltos que segue um processo de Poisson com intensidade do salto descrito por uma distribuição duplamente exponencial. A simulação histórica do modelo aponta, em geral, uma superioridade preditiva do modelo, porém as dificuldades de calibração dos parâmetros e de hedge em mercados incompletos são as principais deficiências para o uso dos modelos com saltos. / This master dissertation reviews the academic literature about option pricing and hedging with jumps. The theory was equalized and the notation was standardized, becoming this document a reference document about this subject. The log-normality with constant volatility is not accepted by the market. Academics search consistent models with the same analytical capabilities like Black-Scholes? model which can support the observed leptokurtosis or asymmetry of the financial daily log-returns behavior. The jump models are an alternative to these issues. The Kou?s model was evaluated and this one consists of two parts: the first part being continuous and following a geometric Brownian motion and the second being a jump process with its jump intensity defined by a double exponential distribution. The model backtesting showed a better predictive performance of the Kou´s model against other models. However, there are some handicaps regarding to the parameters calibration and hedging.