Je reprends ici un commentaire que j’ai longtemps entendu dans mon expérience d’actuaire dans une vie antérieure (et qu’on peut lire – entre les lignes le plus souvent – dans certaines réactions de risk managers). Les quantiles sont la base des mesures de risques, en particulier via la VaR en finance, mais quand j’étais actuaire, on calculait des 90/10 pour désigner des quantiles à 90% des pertes. Donc tout ça n’est pas spécialement nouveau. Je rappelle que la fonction quantile est simplement
où

Les quantiles sont calculés par type de risque (en gestion des risques), et forcément à la fin, on souhaite un quantile de la somme des risques, et il a longtemps été coutume de prendre la somme des quantiles. Je vais donc discuter un peu le résultat suivant,

- L’égalité n’est pas vraie dans le cas indépendant
Suite à une espère de déformation professionnelle (à cause de la variance), beaucoup de monde pense que

mais ce résultat est faux…. Un exemple est d’ailleurs donné ci-dessous dans le cas de variables exponentielles.
- L’égalité est vraie dans le cas comonotone…
En fait, le résultat précédant est vrai dans le cas comonotone. La comonotonie correspond au cas de dépendance parfaite positive, de corrélation maximale (si la corrélation existe), i.e.
avec
une fonction strictement croissante. Alors

- … mais ce n’est pas un “worst case“
Seconde bizarrerie, la comonotonie n’est pas le pire des cas. La comonotonie est souvent envisagée comme un worst case scenario mais il n’en est rien (cette idée se retrouve dans les QIS 3 par exemple, ici).
Formellement, si
(la classe de Fréchet), alors

et

En passant en dimension 2 (cas où la borne inférieure est effectivement une vraie fonction de répartition), si
et
désignent respectivement des version anticomonotone et comonotone de
, alors on peut se demander, en considérant une mesure de risque quelconque
si

En fait, Andre Tchen a montré en 1980 un résultat qui montre que la comonotonie est effectivement un worst case, mais seulement dans certains cas très limités.
Si
est une fonction supermodulaire, i.e.
et
. Alors dans ce cas, pour tout
,

(la preuve se trouve ici). Je renvoie aux papiers de Michel Denuit, de Jan Dhaene ou de Marc Goovarts (ici ou là) pour des applications en tarification sur deux têtes, par exemple, ou sur les primes stop-loss en réassurance
- Borner (numériquement) le quantile d’une somme
Commençons par un exemple, avec deux lois exponentielles, car c’est le plus simple, et surtout on peut calculer explicitement les bornes (dans le cas général, on se contentera de méthode numérique comme l’avait fait Khalil ici).
Si
et
, où, pour être plus précis,

l’encadrement

est valide pour tout
quelle que soit la structure de dépendance entre
et
, où

Aussi, en prenant les inverses (car ces fonctions sont strictement croissante), on obtient une inégalité en terme de quantile, ou de Value-at-Risk,

pour tout
.
Rappelons que dans le cas de variables indépendantes
alors que dans le cas comonotone
. La figure ci-dessous montre les valeurs possible pour la fonction de répartition de la somme, avec le cas indépendant en bleu, et le cas comotonone en rouge.

On peut aussi visualiser les valeurs possibles pour les quantiles de la somme. Dans un cas général, Ce problème a été traité par Makarov en 1981, et par Frank, Nelsen et Schweizer en 1997 (ici), tout en restant en dimension 2. En fait, ils ont travaillé sur les bornes de la fonction de répartition d’une somme mais c’est pareil, comme on l’a vu juste auparavant. Ils ont montré le résultat suivant: si
alors pour tout 

où
désigne la copule anticomonotone (qui est une copule en dimension 2),

en posant
, et

On peut retrouver des résultats plus fin en creusant dans la direction de l’arithmetic probability, par exemple avec la thèse de Williamson (ici, cette thèse est remarquable, et trop peu citée, malheureusement). Je ne parle que de la dimension 2, l’extension en dimension supérieure est délicate (je renvoie aux travaux de Paul Embrechts sur le sujet, ici ou là, par exemple).

(disait Edgar Faure). Allez, je n’avais jamais osé, mais l’occasion est tellement belle que je vais faire un (court) billet de macro-économie.En fait, je suis assez ” surpris” par cet 

“
pour aller un peu plus loin, je pourrais avouer ici que ma stratégie a été de jouer “1-2-3-4-5” puis “6-7” (j’ai découvert que ce type de loto était un peu différent de celui que j’utilise dans mes exemples de probas, avec des étoiles). Tout d’abord, cette stratégie est aussi probable que n’importe quelle autre. Mais pour information, lors du 3ème tirage du Loto en France (en 1976), les numéros “1-2-3” sont sortis. Historiquement (voir 




en un nombre fini de morceaux et de réassembler ces morceaux pour former deux boules identiques à la première. C’est un résultat purement mathématique, qui n’a aucun sens physique (ou tout du moins en physique classique, où “rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme” selon la maxime attribuée – injustement – à Lavoisier car on peut la retrouver chez le philosophe présocratique Anaxagore de Clazomènes).
Ce résultat repose sur le concept d’équidécomposabilité: deux ensembles sont donc équidécomposables si on peut couper le premier en morceaux et reconstruire le deuxième simplement en déplaçant les morceaux (c’est-à-dire en leur appliquant une isométrie). Bref, on joue au puzzle. Et pour revenir à notre problème, un ensemble est dédoublable s’il est équidécomposable à une moitié de lui-même. L’autre point important dans le paradoxe est l’idée de volume (et donc de mesure). Si on veut mesurer un intervalle, on prend sa longueur et si on a un ensemble en plusieurs morceaux, on prend la somme de la longueur de chacun des morceaux.
dont l’interprétation financière est la suivante,
Peut-être est-ce encore plus clair en anglais,
Autrement dit les financiers ont réussi le miracle de mettre en pratique le théorème de 
Ces discussions avec mon fils ont été analysées par des personnes bien plus intelligentes que moi, par exemple Jean-Pierre Dupuy, dans la section prévoir l’avenir pour le changer de Pour un catastrophisme éclairé: quand l’impossible est certain, qui reprend l’histoire de Jonas, fils d’Amittaï, le prophète biblique dans une réflexion plus générale sur la réalisation ou non des prévisions (ou dans le contexte biblique des prophéties).
Pour revenir au dilemme de Jonas, pour vérifier si une prophétie était, ou non, d’origine divine, il faut attendre qu’elle se réalise. Seul l’avenir est juge. “
Le paradoxe le plus classique sur les élections est le 





Dans le cas 



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