Indicateurs de risques bancaires, apprentissage machine et inégalités de concentration unilatérales

Banking risk indicators, machine learning and one-sided concentration inequalities

• Auteur / Autrice : Mathieu Mercadier
• Direction : Amine Tarazi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences économiques
• Date : Soutenance le 13/01/2020
• Etablissement(s) : Limoges
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la Société, Territoires, Sciences Économiques et de Gestion (Limoges ; 2018-2022)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Analyse et de Prospective Economiques
• Jury : Président / Présidente : Paul Armand
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jaideep Oberoi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jaideep Oberoi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Banques

Mots clés libres

Risques bancaires

Risque systémique

K-moyennes

Unimodalité

Modèle Structurel

Forêts d'arbres décisionnels

Banking Risks

Random Forests

Structural Model

Unimodality

K-means

Systemic Risk

Résumé

Cette thèse de doctorat comprend trois essais portant sur la mise en œuvre, et le cas échéant l'amélioration, de mesures de risques financiers et l'évaluation des risques bancaires, basée sur des méthodes issues de l'apprentissage machine. Le premier chapitre élabore une formule élémentaire, appelée E2C, d'estimation des primes de risque de crédit inspirée de CreditGrades, et en améliore la précision avec un algorithme de forêts d'arbres décisionnels. Nos résultats soulignent le rôle prépondérant tenu par cet estimateur et l'apport additionnel de la notation financière et de la taille de l'entreprise considérée. Le deuxième chapitre infère une version unilatérale de l'inégalité bornant la probabilité d'une variable aléatoire distribuée unimodalement. Nos résultats montrent que l'hypothèse d'unimodalité des rendements d'actions est généralement admissible, nous permettant ainsi d'affiner les bornes de mesures de risques individuels, de commenter les implications pour des multiplicateurs de risques extrêmes, et d'en déduire des versions simplifiées des bornes de mesures de risques systémiques. Le troisième chapitre fournit un outil d'aide à la décision regroupant les banques cotées par niveau de risque en s'appuyant sur une version ajustée de l'algorithme des k-moyennes. Ce processus entièrement automatisé s'appuie sur un très large univers d'indicateurs de risques individuels et systémiques synthétisés en un sous-ensemble de facteurs représentatifs. Les résultats obtenus sont agrégés par pays et région, offrant la possibilité d'étudier des zones de fragilité. Ils soulignent l'importance d'accorder une attention particulière à l'impact ambigu de la taille des banques sur les mesures de risques systémiques.

This doctoral thesis is a collection of three essays aiming to implement, and if necessary to improve, financial risk measures and to assess banking risks, using machine learning methods. The first chapter offers an elementary formula inspired by CreditGrades, called E2C, estimating CDS spreads, whose accuracy is improved by a random forest algorithm. Our results emphasize the E2C's key role and the additional contribution of a specific company's debt rating and size. The second chapter infers a one-sided version of the inequality bounding the probability of a unimodal random variable. Our results show that the unimodal assumption for stock returns is generally accepted, allowing us to refine individual risk measures' bounds, to discuss implications for tail risk multipliers, and to infer simple versions of bounds of systemic measures. The third chapter provides a decision support tool clustering listed banks depending on their riskiness using an adjusted version of the k-means algorithm. This entirely automatic process is based on a very large set of stand-alone and systemic risk indicators reduced to representative factors. The obtained results are aggregated per country and region, offering the opportunity to study zones of fragility. They underline the importance of paying a particular attention to the ambiguous impact of banks' size on systemic measures.