Conception du marché en cas d'enchères doubles

Market design for double auctions

• Auteur / Autrice : Simon Philipp Jantschgi
• Direction : Patrick Loiseau, Heinrich H. Nax, Bary Pradelski
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mathématiques et informatique
• Date : Soutenance le 31/05/2023
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes en cotutelle avec Universität Zürich
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, sciences et technologies de l'information, informatique (Grenoble ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'informatique de Grenoble (2007-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Équipe-projet Évaluation et optimisation des performances des grandes infrastructures (Montbonnot-Saint-Martin, Isère ; 2016-....)
• Jury : Président / Présidente : Jonathan Newton
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Katja Rost, Panayotis Mertikopoulos
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Philipp Strack, Eran Shmaya

Mots clés

Mots clés contrôlés

Théorie des jeux

Marché financier

Coût de transaction

Mots clés libres

Théorie des jeux

Conception du mécanisme

Théorie microéconomique

Conception du marché

Game Theory

Mechanism Design

Microeconomic Theory

Market Design

Résumé

La "main invisible", inventée par Adam Smith, suggère que l'interaction naturelle des acheteurs et des vendeurs, poursuivant leur intérêt personnel, aboutit à des échanges à un prix d'équilibre où la quantité offerte est égale à la quantité demandée. Ce principe a une riche histoire qui remonte à plusieurs siècles et reste au cœur de la théorie économique moderne.Il ne s'agit pas seulement d'une construction théorique, mais aussi d'une observation validée de la dynamique des marchés réels. Il peut donc être considéré comme un principe scientifique qui constitue le fondement de l'analyse économique et de la compréhension du comportement des marchés.S'appuyant sur ce principe d'équilibre entre l'offre et la demande, les doubles enchères sont des institutions de marché canoniques simples et omniprésentes dans le monde réel, allant des bourses aux plateformes de marché en ligne. Bien qu'ils puissent partager les mêmes fondements théoriques, chaque marché réel possède ses propres règles, idiosyncrasies et frictions. La conception de marché est l'étude de ces règles de marché, de leur influence sur le comportement des opérateurs et de la manière dont elles doivent être conçues pour obtenir un résultat jugé souhaitable.Dans cette thèse, j'aborde trois sujets ouverts sur la conception du marché pour les enchères doubles, qui sont à la fois pertinents sur le plan théorique et applicables sur le plan pratique.Premièrement, je renforce les fondements théoriques des enchères doubles en complétant une connexion jusqu'ici incomplète entre les enchères doubles et la théorie de l'offre et de la demande qui était basée sur des hypothèses de régularité mathématique. Ce lien donne lieu à la définition la plus générale à ce jour d'un mécanisme d'enchères doubles sur des marchés finis et infinis.Deuxièmement, je prends en compte les coûts de transaction, tels que les taxes, les frais ou les commissions.Ces coûts sont souvent omis dans les modèles économiques, mais ils constituent un facteur important dans les marchés réels. Je m'intéresse à la manière dont les coûts de transaction dans les doubles enchères influencent le comportement stratégique des opérateurs, comment ils affectent le bien-être et comment un planificateur social ou une plateforme de marché elle-même peut les concevoir de manière optimale. Ce faisant, je contribue à la compréhension générale de la manière dont les incitations, le bien-être et la conception des marchés dépendent d'un compromis profond entre l'influençabilité et la prévisibilité du marché.Troisièmement, la plupart des marchés diffèrent particulièrement en ce qui concerne les règles de tarification et de rétroaction.Les premières déterminent la manière dont les prix sont fixés, tandis que les secondes régissent la visibilité des prix historiques et l'état actuel du marché, comme le carnet d'ordres. J'étudie comment différentes règles de tarification et de rétroaction affectent le comportement des opérateurs dans le cadre d'enchères doubles continues expérimentales, et comment les performances du marché se comparent aux références théoriques.Sur le plan méthodologique, je m'appuie sur un ensemble riche et interdisciplinaire de techniques. Nous combinons des modèles issus de la théorie économique, des concepts de conception de marchés et de mécanismes, et des techniques mathématiques issues de la théorie des jeux, de la théorie des mesures, de la théorie des probabilités et des statistiques.

The ``invisible hand'', coined by Adam Smith, suggests that the natural interaction of buyers and sellers, pursuing their self-interest, results in trade at an equilibrium price where the quantity supplied is equal to the quantity demanded. This principle has a rich history that dates back centuries and remains at the core of modern economic theory.It is not only a theoretical construct but also a validated observation of the governing dynamics of real markets. Therefore, it can be considered a scientific principle that forms the foundation of economic analysis and understanding of market behavior.Building on this rationale of equating supply and demand, double auctions are simple canonical market institutions that are ubiquitous in the real world, ranging from stock exchanges to online market platforms. Although they may share the same theoretical foundation, each real market ultimately has its own unique rules, idiosyncrasies, and frictions. Market design is the study of these governing market regulations, what influence they have on the market behavior of traders, and how they must be designed to bring about a market outcome that is deemed desirable.In this thesis, I address three open topics on market design for double auctions, that are of both theoretical relevance and practical applicability.First, I strengthen the theoretical foundation of double auctions by completing a hitherto incomplete connection between double auctions and the theory of supply and demand that was based on mathematical regularity assumptions. From this connection arises the most general definition of a double auction mechanism in finite and infinite markets to date.Second, I consider transaction costs, such as taxes, fees, or commissions.Such costs are often omitted from economic models, but they are an important factor in real-world markets. I address the question of how transaction costs in double auctions influence the strategic behavior of traders, how they affect welfare, and how a social planner or a market platform itself can optimally design them. In doing so, I contribute to the general understanding of how incentives, welfare, and design of markets depend on a deep trade-off between market influenceability and predictability.Third, most markets differ particularly with respect to pricing and feedback rules.The former determine how prices are set, while the latter regulate the visibility of historical prices and the current state of the market, such as the order book. I study how different feedback and pricing rules affect the behavior of traders in experimental continuous double auctions, and how the market performance compares to theoretical benchmarks.Methodologically, I draw from a rich and interdisciplinary set of techniques. We combine models from economic theory, concepts from market and mechanism design, and mathematical techniques from game theory, measure theory, probability theory, and statistics.