Cours de préparation à l’Agregation d’économie, information et incertain

Petite séance d’économie de l’information et de l’incertain dans le cadre de la préparation à l’agrégation. Les slides qui ont été utilisés sont en ligne.

Le cours présente les principes de base en économie de l’incertain (en particulier l’espérance d’utilité, telle que formalisée par par von Neumann et Morgenstern) a partir des lotteries, puis présentera rapidement quelques applications en finance et en assurance.

La seconde partie aborde les deux points clés d’aléa-moral et d’antisélection, et plus généralement d’asymétrie d’information.


Quelques compléments peuvent se trouver sur internet en particulier http://cepa.newschool.edu/ (en anglais), sur la page d’Olivier Gossner ou de Denis Bouyssou, à l’Université de la Réunion, des slides de François Pigalle, ou sinon l’article de Jean Benoit Dujol dans le Tigre. Pour une approche plus “formalisée”, on retiendra les slides de Pierre Cahuc à l’X. Sinon pour une vision plus générale du problème, il y a l’article de Xavier de la Vega paru dans le mensuel Sciences Humaines.

Sinon, une petite précision par rapport à la réponse que j’avais apporté oralement à une question (qui était posée lors du clavardage, “lien Arrow-Debreu ?“). J’avais évoqué l’approche de Gérard Debreu sur l’existence de fonctions d’utilité, mais ce n’était peut-être pas ce qui était posé par l’internaute… Pour reprendre, dans le contexte de l’intervention

  • von Neumann et Morgenstern ont montré qu’introduire une relation d’ordre sur les loteries (c’est à dire supposer que les agents savaient comparer des risques, et des biens aléatoires) était équivalent – moyennant quelques hypothèses sur la relation d’ordre – à supposer que les agents comparent l’espérance (sous la probabilité de survenance des évènements) de l’utilité des revenus (aléatoire).
  • lors de la question posée par clavardage, j’ai essayé de faire un parallèle avec les résultats obtenus par Debreu – un peu après von Neumann et Morgenstern d’ailleurs, en 1959 dans Théorie de la Valeur, et  en 1944 dans Theory of Games and Economic Behavior – qui avait montrer que supposer que les agents pouvaient comparer des biens, ou des paniers de biens, i.e. construire une relation d’ordre sur les ensembles de paniers était équivalent à comparer des utilités (cf. cours de Jean-Yves Jaffray, ou l’article de wikipedia sur l’utilité).
  • mais parrallèlement, Arrow et Debreu ont travaillé ensemble sur d’autres sujets connexes, en particulier introduit un concept fondamental en économie de l’incertain, en particulier dans une optique financière, que sont les “biens d’Arrow-Debreu” ou “Arrow-Debreu asset“. . Ces biens sont fondamentaux en finance car ils permettent de justifier la construction de la probabilité risque neutre, permettant de valoriser des produits sur des marchés en supposant qu’il existe une absence d’opportunité d’arbitrage. Dans un univers incertain, avec E états de la nature, on peut construire E biens d’Arrow-Debreu, chaque bien payant 1 dans un état de la nature, et 0 sinon. Le prix de tels bien est appelé “prix d’état“. Ils sont essentiels pour valoriser ces les actifs financiers. Des compléments théoriques dans les slides du cours de l’X, mais aussi dans les slides que je présenterais en fin de semaine à Montpellier (ici).

Je ne sais pas si ces éléments permettent de mieux répondre à la question qui était posée, mais la réponse me paraît plus exacte que celle que j’avais faite, omettant de parler des biens d’Arrow-Debreu. Sinon j’ai transmis la demande qui avait été faite de faire une intervention en statistique (rappeler la base de la statistique descriptive) et en théorie de jeux.

Cours de gestion d’actifs (partie 1)

Cours de méthodes avancées en gestion de portefeuille. Le but du cours sera de présenter essentiellement l’optimisation de portefeuille sur d’autres mesures de risques que la variance (ou l’écart-type). Nous présenterons ainsi Black & Litterman, mais surtout l’allocation d’actifs sous contraintes de VaR ou de TVaR. Le 1er cours a lieu le 6 janvier, et les slides sont en ligne. Les références du cours sont les deux ouvrages suivants

  • Qian, Hua & Sorensen (2007). Quantitative Equity Portfolio Management: Modern Techniques and Applications. Chapman & Hall
  • Scherer & Martin (2007). Introduction to Modern Portfolio Optimization with NuOPT, S-PLUS and S+Bayes. Springer
Parmi les références sur internet, on mentionnera cet article dans l’Agefi de Juin 2008.

Nous avons été surpris de constater que la mesure de risque la plus utilisée par nos répondants est désormais la Value at Risk (VaR), qui a supplanté la volatilité. C’est naturellement un enseignement tout à fait positif car la technique est beaucoup plus récente. Nous avons cependant noté un contraste entre l’utilisation de cette mesure et son calcul, basé sur un schéma de distribution normale, ce qui ne donne aucune valeur ajoutée à cette technique. Cette tactique est finalement un peu dangereuse dans la mesure où l’on a l’impression d’utiliser une mesure de risque extrême qui ne l’est pas. […] Au Royaume-Uni, les gérants utilisent des modèles de l’économie financière – des modèles factoriels -, aussi bien dans la construction de portefeuilles que dans les mesures de performances, bien plus fréquemment que les Suisses ou encore que les Français. Ils sont aussi de gros adeptes des techniques de construction bayésienne. A l’inverse, les gérants français sont beaucoup plus avancés en termes de techniques d’ingénierie, qu’ils utilisent par exemple pour mieux mesurer.”

Un autre article aborde l’utilisation de la VaR en gestion de portefeuille.Les slides du premier cours reprendront les grandes notions sur les mesures de risque, tout en insistant sur la modélisation de la dépendance, avec le cas (classique) Gaussien tout d’abord, puis le cas non-gaussien, avec en particulier l’utilisation des copules.

Article de l’Argus: assurance versus finance

Pour compléter le dernier paragraphe de l’article de l’Argus de l’assurance, sur la comparaison entre la finance et l’assurance

  • en assurance on étudie les pertes, alors qu’en finance, on s’intéresse aux rendements ou aux gains. Mathématiquement c’est très proche (au signe près), mais comme l’ont noté Daniel Kahneman et Amos Tversky (papier), les gains et les pertes, ce n’est pas du tout pareil…

  • pour reprendre l’expression de Pierre Devolder, si l’assurance valorise dans un monde réel (sous probabilité historique), la finance valorise dans un monde “virtuel” (d’où les nombreux probabilités dites risques neutres)
  • enfin, si l’on s’intéresse aux problèmes d’optimisation, on notera que dans la littérature financière, on cherche à maximiser les gains moyens, sous une contrainte de risque, alors que dans la littérature actuarielle, c’est généralement le problème dual qui est considéré, à savoir minimiser le risque global sous contrainte de rendement moyen.

Tails of Archimedean copulas

Publication de Tails of Archimedean Copulas, coécrit avec Johan Segers, dans le Journal of Multivariate Analysis, enfin… en ligne sur http://sciencedirect.com/science…

A complete and user-friendly directory of tails of Archimedean copulas is presented which can be used in the selection and construction of appropriate models with desired properties. The results are synthesized in the form of a decision tree: Given the values of some readily computable characteristics of the Archimedean generator, the upper and lower tails of the copula are classified into one of three classes each, one corresponding to asymptotic dependence and the other two to asymptotic independence. For a long list of single-parameter families, the relevant tail quantities are computed so that the corresponding classes in the decision tree can easily be determined. In addition, new models with tailor-made upper and lower tails can be constructed via a number of transformation methods. The frequently occurring category of asymptotic independence turns out to conceal a surprisingly rich variety of tail dependence structures.

Un peu d’autocélébration…

Le dernier numéro l’Argus de l’Assurance parle de moi dans la dernière page ! c’est le début de la gloire…comment ça je prends la grosse tête ? Deux semaines après François de Varenne… Plus sérieusement, j’espère que cela puisse faire parler un peu de la formation proposée à Rennes.

Je reviendrais à la rentrée sur certains points (c’est mon côté “insolent”) pour compléter… Sinon le “diablo rojo” mentionné n’est plus ici, la vidéo est en ligne sur http://youtube.com/…

Et l’article peut se lire ci-dessous,

Estimation de quantile par noyau beta

Le papier sur l’estimation de quantile par noyau beta, coécrit avec Abder Oulidi, est accepté pour publication dans Statistics and Computing, http://link.springer.com/…

In this paper we propose several nonparametric estimators of quantiles based on Beta kernel and applied to transformed data by the generalized Champernowne distribution initially fitted to the data. A Monte-Carlo based study will show that those estimators improve the efficiency of a traditional ones, not only for light tailed distributions, but also heavy tails, when the probability level is close to 1. We also compare these estimators with the Extreme Value Theory Quantile applying to Danish data on large fire insurance losses.

Formation administrateur de l’insee

Il y a quelques années, j’ai animé les sessions de probabilité & statistiques de la  “préparation au concours interne” pour devenir administrateur de l’INSEE. Comme je suis régulièrement contacté à ce sujet, j’ai décidé de mettre en ligne quelques pages d’annales des années passées. Certaines sont très anciennes, et l’esprit du concours a sensiblement changé (me semble-t-il). J’ai retrouvé des scans et j’ai tout mis ensemble (ce qui explique la taille du fichier, 21Mo). Il y a sûrement des incohérences, et des questions qui manquent, mais c’est l’essentiel doit être là. Pour les examens des années plus récentes, le service concours met les annales à disposition, je crois.

Sinon oui, j’ai effectivement rédigé une “bible corrigée”, reprenant l’essentiel des annales, et proposant des corrections d’exercices données à l’oral. Le document fait 200 pages et doit être truffé de coquillettes (de petite coquilles), et je ne préfère donc pas le laisser en ligne… mais il suffit de me le demander. On peut également utiliser les “commentaires” de ce billet pour proposer des éléments de correction pour ceux qui le souhaitent.

Sinon je met aussi un lien vers le site http://www.sauvonslastatistiquepublique.org/, qui propose (enfin) de parler un peu de statistique publique (qui d’ailleurs est au programme du concours d’administrateur interne). Un lien aussi vers le papier de Pierre Yves Geoffard sur le même sujet, dans Libé.

Nouveau logo du cnrs

Le CNRS vient de se doter d’un nouveau logo… merci au Canard Enchaîné et à PhotoShop pour la fonction “symétrie par rapport à un axe horizontal“. Sinon, au delà du fait qu’aucun géomètre ne semble siéger dans les instances du cnrs, le site de Sauvons la Recherche se livre à une petite analyse sémiologique (ici).

Dynamic dependence ordering for Archimedean copulas and distorted copulas

The paper on Dynamic dependence ordering for Archimedean copulas and distorted copulas should appear soon in Kybernetika.

This paper proposes a general framework to compare the strength of the dependence in survival models, as time changes, i.e. given remaining lifetimes X, to compare the dependence of X given X>t, and X given X>s, where s>t. More precisely, analytical results will be obtained in the case the survival copula of X is either Archimedean or a distorted copula. The case of a frailty based model will also be discussed in details.

Article (de vulgarisation) sur les tables de mortalité

Parution d’un article sur l’histoire des tables de mortalité. Le but était d’expliquer la problématique de la construction des nouvelles tables, i.e. des tables prospectives, faites en prenant en compte la dynamique des taux de mortalité, avec les améliorations observées depuis une cinquantaine d’années (si ce n’est plus).

Les tables de mortalité sont un élément essentiel en actuariat puisque légalement, le seul rôle reconnu aux actuaires est précisément dans la certification des tables. Mais de plus, historiquement, les tables de mortalité sont intéressantes puisqu’elle ont permis aux actuaires de participer au développement de la théorie des probabilités. Sur un exemple simple, on peut ainsi voir une élégante application des calculs de lois conditionnelles.

Article (de vulgarisation) sur la crédibilité

Parution d’un court article sur la Théorie de la Crédibilité dans la revue Risques.

La théorie de la crédibilité est une jolie application de l’approche bayésienne de la statistique, puisque l’on cherche à déterminer la probabilité d’appartenir à une classe de risque conditionnellement à une expérience de sinistralité observée. La théorie développée par Hans Bühlmann propose d’ailleurs de jolies applications, en particulier sur les jeux de fléchettes, où l’on compare la moyenne sur un sous-groupe homogène (ou supposé l’être) avec la moyenne de la population totale. En faisant intervenir des variance intra et des variances inter, on arrive à un résultat relativement simple et élégant.

Dynamic and Multivariate Risk measures

Exposé dans le cadre du groupe de travail Dynamic and multivariate risk measures, organisé par Rose-Anna Dana (Univ. Paris Dauphine) et Alfred Galichon (Ecole Polytechnique). La conférence a lieu du jeudi 16 au vendredi 17, à l’Institut Henri Poincare.

Les orateurs sont Imen Bentahar, Arthur Charpentier, Rama Cont, Nicole El Karoui, Paul Embrechts, Damir Filipovic, Jean-Charles Rochet, Ludger Ruschendorf, Marco Scarsini, et Walter Schachermayer, et le programme est en ligne.

Pricing catastrophe options in incomplete markets

The paper on the pricing of catastrophe options just appeared in the Proceedings of the Actuarial and Financial Mathematics Conference.

In complete markets, pricing financial products is easy (at least from a theoretical point of view). In incomplete markets (e.g. when the underlying process has jumps with random size, such as an insurance loss process), the price is no longer unique. So on the one hand, it becomes difficult to provide a tractable price of insurance-linked derivatives. On the other hand, when facing catastrophic losses, using the pure premium as a price might not be relevant (e.g. for solvency issues). Both financial market and (re)insurance industry have proposed techniques to price identical hedging products that can be related (e.g. Esscher transform and more generally distorted risk measures in insurance, Gerber-Shiu transform in finance). In this paper, we focus on indifference utility techniques, assuming that stock prices have jumps,related to major catastrophic losses, and thus, partial hedging should then be possible.

La conférence cette année se tiendra les 5 et 6 février (site) a Bruxelles.

 

Réassurance, solvavilité et probabilté

Exposé à Lyon dans le cadre du projet ANR AST& Risk.

In this talk, we consider optimal reinsurance from an insurer’s point of view. Given a (low) ruin probability target, the insurers wants to find the optimal risk transfer mechanism, i.e. either a proportional or a nonproportional reinsurance treaty. In the first case, a simple Monte Carlo algorithm can be designed, but in the nonproportional case, so far, no simple (and efficient) algorithm has been proposed

An Open Lab-Notebook Experiment