Quelques contributions aux méthodes de partitionnement automatique des séries temporelles financières, et applications aux couvertures de défaillance

Some contributions to the clustering of financial time series and applications to credit default swaps

• Auteur / Autrice : Gautier Marti
• Direction : Frank Nielsen
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 10/11/2017
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et technologies de l'information et de la communication (Orsay, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Établissement opérateur d'inscription : École polytechnique (Palaiseau, Essonne ; 1795-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de mathématiques appliquées de l'Ecole polytechnique (Palaiseau ; 1974-....)
• Jury : Président / Présidente : Julie Josse
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Frank Nielsen, Rama Cont, Michalis Vazirgiannis, Fabio Caccioli
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Damiano Brigo, Fabrizio Lillo

Mots clés

Mots clés contrôlés

Séries chronologiques

Analyse mathématique

Traitement du signal

Apprentissage automatique

Mots clés libres

Apprentissage non supervisé

Traitement du signal

Algorithmes de partitionnement

Séries temporelles

Unsupervised machine learning

Signal processing

Clustering algorithms

Big data

Time series

Résumé

Nous commençons cette thèse par passer en revue l'ensemble épars de la littérature sur les méthodes de partitionnement automatique des séries temporelles financières. Ensuite, tout en introduisant les jeux de données qui ont aussi bien servi lors des études empiriques que motivé les choix de modélisation, nous essayons de donner des informations intéressantes sur l'état du marché des couvertures de défaillance peu connu du grand public sinon pour son rôle lors de la crise financière mondiale de 2007-2008. Contrairement à la majorité de la littérature sur les méthodes de partitionnement automatique des séries temporelles financières, notre but n'est pas de décrire et expliquer les résultats par des explications économiques, mais de pouvoir bâtir des modèles et autres larges systèmes d'information sur ces groupes homogènes. Pour ce faire, les fondations doivent être stables. C'est pourquoi l'essentiel des travaux entrepris et décrits dans cette thèse visent à affermir le bien-fondé de l'utilisation de ces regroupements automatiques en discutant de leur consistance et stabilité aux perturbations. De nouvelles distances entre séries temporelles financières prenant mieux en compte leur nature stochastique et pouvant être mis à profit dans les méthodes de partitionnement automatique existantes sont proposées. Nous étudions empiriquement leur impact sur les résultats. Les résultats de ces études peuvent être consultés sur www.datagrapple.com.

In this thesis we first review the scattered literature about clustering financial time series. We then try to give as much colors as possible on the credit default swap market, a relatively unknown market from the general public but for its role in the contagion of bank failures during the global financial crisis of 2007-2008, while introducing the datasets that have been used in the empirical studies. Unlike the existing body of literature which mostly offers descriptive studies, we aim at building models and large information systems based on clusters which are seen as basic building blocks: These foundations must be stable. That is why the work undertaken and described in the following intends to ground further the clustering methodologies. For that purpose, we discuss their consistency and propose alternative measures of similarity that can be plugged in the clustering methodologies. We study empirically their impact on the clusters. Results of the empirical studies can be explored at www.datagrapple.com.