Analyse de la dynamique du phénomène de contagion entre les obligations souveraines européennes au cours des récents épisodes de crises financières

par Marc-Henri Thoumin

Thèse de doctorat en Economie et finance

Sous la direction de Alain Galli.

Soutenue le 21-12-2017

à Paris Sciences et Lettres , dans le cadre de École doctorale Économie, organisations, société (Nanterre) , en partenariat avec Centre d' Economie Industrielle (laboratoire) et de École nationale supérieure des mines (Paris) (établissement de préparation de la thèse) .

Le président du jury était Bernard Lapeyre.

Le jury était composé de Alain Galli, Margaret Armstrong, Sandrine Ungari.

Les rapporteurs étaient Delphine Lautier, Siem Jan Koopman.


  • Résumé

    Les périodes marquées par une aversion au risque intense sont souvent l’origine de distorsions notables dans les prix de marché, et de pertes substantielles pour les investisseurs. Chaque épisode de crise financière montre que les mouvements de ventes généralisées sur les marchés ont des conséquences très négatives sur l’économie réelle. Ainsi, explorer le phénomène d’aversion au risque et la dynamique de propagation du sentiment de panique sur les marchés financiers peut aider à appréhender ces périodes de forte volatilité.Dans ce rapport de thèse, nous explorons différentes dimensions du phénomène d’aversion au risque, dans le cadre de portefeuilles d’obligations souveraines Européennes. Le rendement des obligations d’Etat, quotté par les traders, est sensé refléter entre autre le risque que le Trésor fasse défaut sur sa dette, avant que l’obligation vienne à maturation. Il s’agit là du risque souverain. Les crises financières habituellement occasionnent un mouvement important des rendements vers des niveaux plus élevés. Ce type de correction reflète un accroissement du risque souverain, et implique nécessairement une hausse du coût de financement pour les Trésors nationaux. Un objectif de ce rapport est donc de fournir des détails inédits aux Trésors sur la manière dont les rendements obligataires sont sensés se détériorer en période d’aversion au risque.Chapitre I explore le risque souverain dans le cadre d’un modèle probabiliste impliquant des distributions à queues lourdes, ainsi que la méthode GAS qui permet de capturer la dynamique de la volatilité. L’ajustement obtenu avec les distributions Hyperboliques Généralisées est robuste, et les résultats laissent penser que notre approche est particulièrement efficace durant les périodes marquées par une volatilité erratique. Dans un but de simplification, nous décrivons la mise en place d’un estimateur de volatilité intemporel, sensé refléter la volatilité intrinsèque de chaque obligation. Cet estimateur suggère que la volatilité croit de manière quadratique lorsque celle-ci est exprimée en fonction de la fonction de répartition des variations de rendements. Dans un second temps nous explorons une version bivariée du modèle. La calibration, robuste, met en valeur les corrélations entre chaque obligation. En guise d’observation générale, notre analyse confirme que les distributions à queues épaisses sont tout à fait appropriées pour l’exploration des prix de marché en période de crise financière.Chapitre II explore différentes manières d’exploiter notre modèle probabiliste. Afin d’identifier la dynamique de la contagion entre les obligations souveraines, nous analysons la réaction attendue du marché à une série de chocs financiers. Nous considérons un niveau important de granularité pour ce qui est de la sévérité du choc sous-jacent, et ceci nous permet d’identifier des lois empiriques supposées généraliser le comportement de la réaction de marché lorsque l’aversion au risque s’intensifie. Puis, nous incorporons nos estimateurs de volatilité et de réaction de marché à certaines approches reconnues d’optimisation de portefeuille et nous notons une amélioration de la résistance des portefeuilles, dans cette nouvelle version. Finalement, nous développons une nouvelle méthodologie d’optimisation de portefeuille basée sur le principe de mean-reversion.Chapitre III est dédié au pricing de produits dérivés de taux. Nous considérons maintenant que l’aversion au risque cause l’émergence de discontinuités dans les prix de marché, que nous simulons par le biais de processus à sauts. Notre modèle se concentre sur les processus de Hawkes qui ont l’avantage de capturer la présence d’auto-excitation dans la volatilité. Nous développons une procédure de calibration qui se distingue des procédures habituelles. Les résultats de volatilité implicite sont cohérents avec la volatilité réalisée, et suggèrent que les coefficients de prime de risque ont été estimés avec succès.

  • Titre traduit

    Sovereign risk exploration in times of crisis : a look at financial contagion


  • Résumé

    Periods of deep risk aversion are usually marked by sizeable distortions in market prices, and substantial losses in portfolios. As observed during financial crises, a generalized debacle in financial markets is a very negative shock for the real economy. Against this backdrop, it looks relevant to explore how risk aversion tends to affect global market valuations, especially if this exercise helps make the promotion of more optimal portfolio rebalancing procedures.In this dissertation, we investigate different dimensions of risk aversion, with a focus on European Sovereign debt securities. For a given sovereign bond, the (quoted) yield to maturity has to reflect the underlying risk that the Treasury may default on its debt, before maturation of the bond. This is sovereign risk. Financial crises usually occasion an upward correction in bond yields. Since higher yields reflect larger sovereign risk and higher funding costs, national Treasuries are usually inclined to get a deeper understanding of how sovereign risk could evolve under the influence of fierce risk aversion. This is another objective of our research analysis.In Chapter I, we consider a probabilistic approach to sovereign risk exploration, with the main purpose of illustrating the non-linear reaction ensuing from a gradual deterioration in market sentiment. We consider heavy-tailed distributions, and we use the Generalised Autoregressive Score method as a means to capture the volatility momentum. The goodness of fit provided by Generalised Hyperbolic distributions is compelling, and results suggest that our approach is particularly relevant to fit periods or erratic volatility, typical of financial crises. As an attempt to simplify the model, we focus on an empirical formulation of the ‘untemporal’ volatility of each security. This estimator of the intrinsic volatility suggests that volatility tends to accelerate in a quadratic manner when it is expressed against the cumulative distribution function of the yield variations. In a second part, we extend this approach to a problem of larger dimension and we explore the dynamics of risk aversion from a bivariate point of view. Results look robust and illustrate multivariate correlations between sovereign securities. As a general conclusion, heavy-tailed distributions look remarkably efficient to replicate the distribution of times-series affected by distorted volatility and erratic price variations.Chapter II explores different ways to extract information from the model, about financial contagion and how it is supposed to propagate through sovereign securities. In particular, we explore the market reaction to a series of many shocks with gradual intensity. Results offer a high degree of granularity and we extrapolate empirical rules on the expected market dynamics, when risk aversion intensifies. Then we incorporate our estimators of volatility and market reaction (to shocks) into popular portfolio optimisation procedures and we see positive implications on the general resilience of these portfolios. Finally, we also design an in-house methodology for optimal portfolio rebalancing, based on mean reversion.In Chapter III, we explore how sovereign risk tends to affect the price of financial derivatives in a risk-off environment. We consider that risk aversion and the ensuing volatility now favour the emergence of sizeable discontinuities in market prices, that we model with stochastic jumps. The different approaches we investigate extensively rely on Hawkes processes. These stochastic processes seek to estimate the durable impact of risk aversion onto the dynamics of jumps, via the introduction of dedicated self-excited loops. We develop an original approach to the calibration, different from conventional procedures. In the end, the calculated implied volatility remains in the vicinity of the realised volatility and there is a visible capability to jump on any rise in risk aversion.


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