La Chaire Finance et Développement Durable Bilan et perspectives

La Chaire Finance et Développement Durable
Bilan et perspectives
La Chaire Finance et Développement Durable – Approches Quantitatives, qui
bénéficie du mécénat de Crédit Agricole CIB et EDF, a été créée en 2006 sous
l'égide de la Fondation Institut Europlace de Finance. Elle a pour partenaires
académiques l'Université Paris-Dauphine et l'Ecole Polytechnique. En 2012, Après
cinq années dʼun développement exemplaire, de par la qualité des échanges
scientifiques et des travaux réalisés, les différents partenaires ont décidé de
prolonger ce projet pour cinq années supplémentaires.
Les pages qui suivent contiennent une présentation de la chaire et de son
programme scientifique pour les 5 années à venir (2012-2016).
I. INTRODUCTION
II. 5 THEMATIQUES
III. CHIFFRES ET DETAILS
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I. Introduction
Une gouvernance innovante
Première chaire de recherche créée au sein de la fondation Institut Europlace de
Finance, la Chaire Finance et Développement Durable avait inauguré un mode de
gouvernance reposant sur trois instances :
1. Un Comité dʼOrientation, présidé par Jean Laurent, rassemblant les mécènes
et les parties prenantes académiques et validant le budget et les orientations
scientifiques,
2. Un Conseil Scientifique, présidé par Pierre-Louis Lions, qui vérifie la qualité
des travaux produits chaque année et valide les propositions nouvelles
arrivant en cours de projet. Le Conseil Scientifique est composé de
personnalités scientifiques dʼun niveau exceptionnel, il comprend deux
professeurs du Collège de France : Pierre-Louis Lions et Roger Guesnerie ;
deux professeurs de lʼUniversité de Princeton: José Scheinkman et René
Carmona; deux professeurs de lʼEcole Polytechnique: Nizar Touzi et Emmanel
Gobet; deux professeurs de lʼUniversité Paris Dauphine : Delphine Lautier et
Jan Horst Keppler. Il comprend également Pierre-Noël Giraud, Professeur à
lʼENSMP, Ivar Ekeland, Professeur à lʼUniversité de British Columbia et JeanCharles Rochet, Professeur à lʼUniversité de Toulouse.
3. Un Comité de Pilotage, présidé par Jean-Michel Lasry, qui gère au quotidien
les activités de recherche (choix des missions, organisations des événements,
choix des financements des sujets précis...)
De la recherche fondamentale à la recherche appliquée : de découvertes au
retentissement mondial au développement des Initiatives de recherche
Les premiers travaux réalisés dans le cadre de la Chaire avaient pour
caractéristiques, premièrement, de relever de la recherche fondamentale et,
deuxièmement, dʼavoir été réalisés par des chercheurs seniors qui ont donné une
impulsion décisive à ce projet scientifique. Après que les premières percées eurent
été réalisées, les recherches plus appliquées ont vu le jour. Deux champs de
recherche illustrent parfaitement cette évolution : les recherches sur les jeux à champ
moyen et les recherches sur les taux écologiques.
Les jeux à champ moyen sont une nouvelle approche de modélisation en sciences
sociales, développée par Pierre-Louis Lions et Jean-Michel Lasry, inspirée des outils
de la mécanique statistique et de la physique quantique. Cette approche est
particulièrement efficace pour appréhender les phénomènes dʼexternalités dans des
contextes qui font intervenir un grand nombre dʼagents. Alors que les premiers
travaux ont consisté en lʼétude de la structure et des propriétés mathématiques de
cette nouvelle gamme de modèles, un certain nombre dʼapplications à lʼéconomie ont
vu le jour depuis. Les taux dʼintérêt écologiques sont une nouvelle manière dʼaborder
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la question centrale du taux dʼactualisation utilisé pour des projets à long terme
engageant une dimension de développement durable. Les premières avancées
théoriques réalisées par Roger Guesnerie et Ivar Ekeland se situaient à un niveau
très fondamental et général. Ces réflexions nourrissent aujourdʼhui des travaux plus
appliqués comme la gestion du risque climatique pour une banque de financement et
dʼinvestissement.
En 2008, les responsables de la chaire ont développé un mode de contractualisation
souple pour la réalisation de programmes de recherche fléchées : les Initiatives de
Recherche. Ces dernières permettent à un partenaire industriel de faire réaliser un
programme de recherche sur une durée plus courte que dans le cas dʼune chaire et
sur un thème plus précis. Ainsi, les sponsors financent aujourdʼhui des Initiatives de
Recherche sur des thématiques fléchées EDF sur le thème de la finance des
marchés de lʼénergie. le Crédit Agricole sur le thème de lʼassurance récolte, en
partenariat avec Pacifica et Spotimage. Deux facteurs furent déterminants pour le
développement des Initiatives de recherche. Tout dʼabord, elles ont pu sʼappuyer sur
le conseil scientifique de la chaire Finance et Développement Durable qui examine et
contrôle les travaux des Initiatives de recherche. Précisons que les Initiatives de
recherche possèdent un comité dʼorientation et un comité de pilotage qui leur sont
propres. Les Initiatives de recherche ont également bénéficié des percées réalisées
au sein de la Chaire dans le champ de la recherche fondamentale.
II. LES 5 THEMATIQUES DE LA CHAIRE
Les thématiques qui constituent aujourdʼhui lʼossature des recherches sont :
- Jeux à champ moyen
- Taux écologiques et économie du risque climatique
- Finance des marchés de lʼénergie, marchés du CO2
- Biodiversité, agriculture et ressources épuisables
- Risque long terme et méthodes quantitatives
1. Les jeux à champ moyen
La création de la Chaire Initiale a joué un rôle déterminant dans l'émergence d'une
théorie mathématique nouvelle: la théorie des jeux à champ moyen (MFG). Cette
théorie a en effet été originellement développée pour fournir des méthodes
mathématiques adaptées à la modélisation des externalités en économie,
problématique centrale pour les questions de développement durable. Elle concerne,
d'une part, les externalités de pollution non prises en compte par le marché et les
externalités qui commencent à être "pricées" (marchés du CO2). Elle concerne,
d'autre part, les "externalités intertemporelles" et les transferts inter générationnels.
Du point de vue de la recherche fondamentale, tout dʼabord, dʼimportants progrès
théoriques ont été réalisés depuis les articles fondateurs de Pierre-Louis Lions et
Jean-Michel Lasry publiés en 2006 et 2007. Ainsi, en 2010, la formulation et la
résolution des équations fondamentales des modèles MFG pour les collectivités
soumises à des aléas globaux (cʼest-à-dire des aléas communs à tous les agents) a
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été achevée, ouvrant la voie à de nouvelles applications à des sujets de
développement durable, comme par exemple la modélisation du prix optimal des
permis à polluer.
De façon générale, les progrès réalisés sur le plan de la conception mathématique
des jeux à champ moyen permettent aujourdʼhui le développement dʼapplications
variées. Ainsi seront poursuivis les travaux sur les matières premières et l'économie
des ressources épuisables (en collaboration avec Olivier Guéant et Pierre-Noël
Giraud) : il sʼagit notamment dʼétudier les interactions prix/capacités dans lʼindustrie
pétrolière et, plus généralement, de modéliser les fluctuations des prix des matières
premières. Dʼautres travaux en cours, conduits par Jean-Michel Lasry et Pierre-Louis
Lions portent sur une nouvelle modélisation de la liquidité, en microstructure des
marchés financiers.
Précisons enfin que les jeux à champ moyen sont lʼobjet du cours de Pierre-Louis
Lions au Collège de France depuis 2006.
2. Taux écologiques et économie du risque climatique
Les recherches sur ce thème ont été initiées par les travaux dʼIvar Ekeland sur le
risque de long terme et de Roger Guesnerie sur les taux écologiques. Dans le cadre
de la Chaire, Roger Guesnerie, Olivier Guéant et Jean-Michel Lasry ont cherché à
développer un cadre plus général pour les taux écologiques et la microfondation du
principe de précaution.
Une autre voie de recherche sʼest ouverte en collaboration avec Antoine Rose,
doctorant de la Chaire concernant la contribution bancaire au développement
durable. Il sʼagit tout dʼabord de proposer sur la base des quantifications des
émissions de GES existantes une méthodologie pour quantifier les émissions
induites pour une Banque de Financement et dʼInvestissement en fonction de la
répartition sectorielle et géographique de son activité. Si des méthodes de
quantification des émissions de GES existent (bilan carbone, méthodologie Ademe),
elles sont limitées à des périmètres restreints et aucune méthodologie satisfaisante
nʼexiste à lʼéchelle dʼune Banque de Financement et dʼInvestissement. Lʼobjectif
sera, dans un second temps, de répondre à la question connexe du risque climat pris
par une BFI.
3. Finance des marchés de lʼénergie, marchés du CO2
Les recherches sur ce thème seront poursuivies dans des directions variées. La
formation des prix des matières premières fait lʼobjet dʼune étude théorique conduite
par Delphine Lautier, Ivar Ekeland et Bertrand Villeneuve. Il sʼagit de proposer un
modèle de formation des prix au comptant et des prix à terme des matières
premières, qui permette dʼanalyser en détail les relations qui sʼétablissent entre le
marché physique et le marché papier. Lʼidée est de mettre en évidence le rôle du
stockage, celui du marché à terme, celui des spéculateurs, etc. Dans cet axe, se
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trouve également le travail en cours de Delphine Lautier, Luciano Campi et René Aïd
sur lʼeffet de la rareté sur la relation dynamique entre prix au comptant et prix à terme
des matières premières stockables ou non.
Les travaux portant sur les décision dʼinvestissement, la valorisation et la mesure de
risque permettent dʼexplorer différents aspects de lʼéconomie du gaz (stockage et
pouvoir de marché, stratégie dʼinvestissement et contrat de long terme, rôle des
fondamentaux dans la valeur des actifs), de lʼélectricité (régulation du marché,
dynamique dʼinvestissement et incitation aux investissements de pointe, lien entre
politique environnementale et politique de la concurrence) et de lʼénergie en général
(question de fiscalité). Ce thème couvre également les questions de gestion des
risques et dʼassurance (assurance contre les risques naturels et industriels). On
sʼintéresse également dans cet axe à lʼévolution en cours des systèmes électriques
lié à lʼintroduction des énergies renouvelables intermittentes.
En outre des travaux plus orientés vers les applications seront poursuivis, ils
concernent premièrement la gestion opérationnelle des actifs (par exemple
lʼoptimisation dʼactifs de production dʼélectricité –ou autres– dans un contexte de
marché). Ils concernent, deuxièmement, lʼétude des Modèle dʼentreprise et gestion
des risques financiers : il sʼagit dʼétudier la place de la gestion des risques financiers
dans lʼorganisation des entreprises. On peut citer les travaux en cours entre Xavier
Warin et Stéphane Villeneuve sur la valeur de la firme effectuant des investissements
en production, les travaux dʼAlfred Galichon et de Clémence Alasseur sur les
indicateurs de risques financiers corporate.
Enfin, cette thématique inclut une étude très novatrice sur la propagation des chocs
dans les marchés énergétiques, conduite par Delphine Lautier et Franck Raynaud,
dans le cadre dʼun financement apporté par la chaire Finance et Développement
Durable et le Conseil Français de lʼEnergie. On sʼintéresse à la propagation des
chocs dans les marchés énergétiques. Lʼidée est dʼappréhender le risque systémique
selon trois dimensions – le temps, lʼespace, et la maturité – en empruntant aux
méthodes et modèles de la physique statistique. Les voies de prolongation
envisagées pour ce travail sont lʼétude du sens de propagation des chocs,
lʼexploitation de données à haute fréquence et les études dʼévènements (au sens de
la microstructure des marchés financiers).
4. Biodiversité, agriculture et ressources épuisables
Ce thème de recherche sera développé notamment en collaboration avec lʼInitiative
de recherche protection financière des agriculteurs (travaux sur lʼassurance récolte).
Il inclut également un important travail de vulgarisation et de diffusion de la
connaissance, et la préparation dʼun ouvrage à paraitre sur le sujet (Ivar Ekeland,
Damien Fessler, Jean-Michel Lasry & Delphine Lautier (editors), The Ocean as a
Global System, 2012)
5. Risque long terme et méthodes quantitatives
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Les travaux menés sur cette thématique, sous la responsabilité scientifique de Nizar
Touzi, portent sur le développement de techniques de couverture et dʼévaluation
robustes au risque dʼilliquidité et de fréquence de couverture, au risque de modèle et
au risque de contagion. La mise en œuvre des solutions proposées fait apparaître de
nouvelles méthodes numériques qui sont également explorées.
Illiquidité (Possamaï, Touzi): Le modèle de Cetin, Jarrow et Protter propose une
modélisation des prix par une courbe dʼoffre conformément aux carnets dʼordres sur
les marchés. En introduisant des restrictions convenables sur les stratégies, nous
avons montré que ce modèle conduit à des résultats raisonnables, intéressants,
cohérents avec lʼintuition, et en accord avec lʼasymptotique temps petit dʼun modèle
discret approximant.
Couverture discrète optimale (E. Gobet, N. Landon, M. Rosenbaum , P. Tankov): Le
problème de choix optimal des instants de mise à jour discrète de la couverture est
bien compris dans la littérature dans le cadre dʼune grille de temps déterministe. Le
cadre dʼune grille de temps dʼarrêt a été considéré dʼabord par M. Fukasawa, puis
étendu par Rosenbaum et Tankov. Gobet et Landon proposent un nouveau critère
plus réaliste qui porte sur les aspects trajectoriels de la couverture, et arrivent à une
solution complète du problème. Les nouveaux outils développés permettent
également de prendre en compte les couts de transaction apparaissant lors des
rebalancements, en proposant là encore des temps d'intervention optimaux. Ce type
de résultats a aussi des ramifications dans le choix de grille de discrétisation en
temps de processus stochastiques.
Bornes de non arbitrage sur les prix des dérivés sous contraintes de marginales (A.
Galichon, P. Henry-Labordère, G. Royer, X. Tan, N. Touzi) : Dans une optique
dʼévaluation et de couverture robuste au risque de modèle, il est naturel dʼutiliser
lʼinformation disponible sur le marché sans aucune hypothèse supplémentaire sur la
modélisation. La condition de non arbitrage implique des conditions sur la dynamique
du processus des prix (martingales si aucune contrainte). Lʼobservation des prix de
certains instruments dérivés constitue une deuxième source dʼinformation qui
restreint le processus du prix de lʼactif sous-jacent. Ainsi, la connaissance des prix
des options européennes pour une maturité donnée détermine complètement la
distribution marginale à cette date. Les bornes sur les prix des dérivés sʼobtiennent
par maximisation/minimisation des prix sur lʼensemble de toutes les martingales à
marginale donnée. Il sʼagit dʼun nouveau problème de transport avec de nombreuses
nouvelles questions.
Gestion de portefeuille avec interactions (G.-E. Espinosa, N.Touzi) : afin de
comprendre les phénomènes de contagion et de mieux cerner les sources de risques
systémiques, il est nécessaire de prendre en compte les interactions entre les
acteurs du marché. Un exemple simple dʼinteraction entre gestionnaires de
portefeuilles consiste à supposer que chaque agent sʼintéresse à sa propre
performance ainsi quʼà lʼécart de sa performance par rapport à la moyenne de celles
des autres. Une étude des équilibres de Nash dans ce contexte peut être conduite
jusquʼau bout. Dans un cadre gaussien, les résultats sont même obtenus de manière
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explicite, et révèlent plusieurs propriétés intéressantes. Ainsi, les gestionnaires ont
tendance à sur-investir dans les directions dʼinvestissement communes à plusieurs
agents. Les prix dʼéquilibre dans ces directions sont ainsi mécaniquement
augmentés, ce qui se traduit par un phénomène de bulle financière.
Organisation des marchés du crédit (H. Pagès, D. Possamaï) : Dans le cadre dʼun
problème de titrisation de créances, il sʼagit de proposer un mode de
contractualisation entre une banque et un investisseur qui incite la banque à mieux
surveiller ses créances, diminuant ainsi la probabilité de défaut. Le modèle sʼinspire
de la littérature Principal/Agent. Dans le cadre de certaines hypothèses, le modèle
est complètement résolu et conduit à des résultats sur le mode de conception des
pools de créances en titrisation.
EDSR et Méthodes numériques (F. Bonnans, B. Bouchard, R. Elie,A. Fahim, E.
Gobet, P. del Moral, N. Oudjane, D. Possamaï, X. Tan, Touzi, X. Warin) : La grande
majorité des problèmes traités conduisent à des solutions caractérisées comme
solutions dʼéquations aux dérivés partielles non linéaires, souvent en grande
dimension. De nombreux progrès ont été réalisés dans lʼapproximation des solutions
par les méthodes probabilistes qui ont vocation à mieux aborder la grande
dimension. Les méthodes de régression ont connus plusieurs développements dans
le cadre de notre groupe. De nombreuses questions restent encore ouvertes comme
par exemple les possibilités de parallélisation de ces méthodes, ou lʼutilisation des
processus de vie et de mort afin dʼéviter les régressions. Ces méthodes sont liées
aux équations différentielles stochastiques rétrogrades. Des résultats dʼexistence et
dʼunicité ont été obtenus récemment. Là encore, de nombreuses questions
intéressantes restent à explorer : quʼen est-il du cadre couplé avec des équations
progressives, ou encore dʼune version champs moyen de ces équations. Ces axes
seront explorés dans les travaux futurs de notre équipe.
Une nouvelle approche a été explorée récemment par Nizar Touzi et Jianfeng Zhang
(University of Southern California). Il sʼagit de voir les EDSR comme des équations
aux dérivées différentielles dépendant du chemin, et dʼadapter la théorie des
solutions de viscosité de P.-L. Lions et M. Crandal à ce cadre. Cette approche ouvre
en particulier de nouvelles portes pour les méthodes numériques grâce aux
propriétés de stabilité des solutions de viscosité.
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IV. LA CHAIRE 2007-2012 : CHIFFRES ET DETAILS
Les efforts conjugués de Crédit Agricole CIB, d'EDF et de la CDC ont permis de créer
une ruche scientifique qui a rassemble,́ au cours de ces cinq dernières années, vingthuit chercheurs senior, parmi lesquels :
-
Deux Professeurs du Collège de France ;
Quinze Professeurs des Universités ou dʼétablissements dʼenseignements
supérieurs français ou internationaux;
Trois directeurs de recherche INRIA;
Cinq Maî̂tres de conférences
De 2007 à 2011, ces 28 scientifiques ont consacré en moyenne 30% de leur activité
de recherche à la Chaire Finance et Développement Durable.
Sept livres et plus dʼune centaine dʼarticles de recherche ont été publiés ou sont en
voie de publication.
Cinquante trois « Cahiers de la chaire » ont été réalisés.
Près de 300 présentations scientifiques ont été données dans des conférences,
colloques et séminaires.
Trente-cinq colloques ont été organisés directement ou avec le soutien de la Chaire.
Neuf cours spécialisés à destination des étudiants et chercheurs de lʼUniversité
Paris-Dauphine et de lʼEcole Polytechnique ont été organisés.
Vingt-neuf doctorants et postdoctorants ont été associés à la Chaire
Dix prix récompensant les meilleurs mémoires de fin de Master soutenus à Dauphine
ont été décernés.
Vingt groupes de travail dʼétudiants du master MASEF de lʼUniversité Paris Dauphine
ont bénéficié dʼun encadrement spécifique pour travailler sur des sujets proposés par
la Chaire.
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Chercheurs et intervenants 2012-2016
Affiliation
Projet de recherche
René Aïd
Ingénieur chercheur EDF R&D, Membre
du Comité de Pilotage de la Chaire,
Directeur de l’IdR Finance des marchés
de l’énergie
IdR FiME
Bruno Bouchard
Professeur à l’Université Paris
Dauphine
Maitre de conférences, Université
Paris-Dauphine
Directeur de recherches, INRIA
Professeur à l’Université Paris 13
Professeur à l’Université de Princeton
Directeur de recherches au CNRS
Directeur de recherches INRIA
Professeur à l’Université Paris
Dauphine
Maitre de conférences, Université
Paris-Dauphine
Ingénieur chercheur EDF R&D
Post-doctorant, Coordinateur des
activités de la Chaire
Professeur émerite à l’Université
Paris Dauphine
Professeur à l’Université de Paris
Ouest Nanterre
Professeur à l’ENSAE
Professeur à Sc Po
professeur à l’ENSMP
Membre du comité de pilotage, du
conseil scientifique, Professeur à
l’Ecole Polytechnique
Membre du conseil scientifique
Professeur au Collège de France
Professeur à l’Université Paris
Dauphine
IdR Risque et Assurance de l’Agriculture
Président du Comité de Pilotage de
la Chaire, Professeur associé à
lʼUniversité Paris-Dauphine
Membre du Comité de pilotage et du
Conseil scientifique, Professeur à
lʼUniversité Paris-Dauphine
Président du Conseil Scientifique de
la Chaire, Professeur au Collège de
France
Chaire FDD / IdR FiME
Imen Ben Tahar
Frédéric Bonnans
Luciano Campi
René Carmona
Gilles Chemla
Pierre Del Moral
Ivar Ekeland
Romuald Elie
Olivier Féron
Damien Fessler
Danielle Florens
Didier Folus
Philippe Février
Alfred Galichon
Pierre-Noël Giraud
Emmanuel Gobet
Roger Guesnerie
Marc Hoffman
Jean-Michel Lasry
Delphine Lautier
Pierre-Louis Lions
Nadia Oudjane
José Scheinkman
Denis Talay
Chaire FDD / IdR FiME
IdR FiME
IdR FiME
Chaire FDD / IdR FiME
IdR FiME
IdR FiME
Chaire FDD / IdR FiME
IdR FiME
IdR FiME
Chaire FDD
Chaire FDD
IdR Risque et Assurance de l’Agriculture
IdR FiME
IdR FiME
Chaire FDD
IdR FiME
Chaire FDD
IdR FiME
Chaire FDD / IdR FiME
Chaire FDD
Ingénieur chercheur EDF R&D
IdR FiME
Professeur à l’Université de Princeton Chaire FDD
Directeur de recherches INRIA
Chaire FDD
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Nizar Touzi
Membre du Comité de Pilotage,
Vice-président du Conseil
Scientifique de la Chaire, Professeur
à lʼEcole Polytechnique
Chaire FDD / IdR FiME
Bertrand Villeneuve
Professeur à l’Université Paris
Dauphine
Ingénieur chercheur EDF R&D
IdR FiME
Xavier WARIN
10
IdR FiME