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Cours d'Ingénierie Financière : Cours 3/14, partie 1/2, (The HJM Framework)
Cours d'Ingénierie Financière : Cours 3/14, partie 1/2, (The HJM Framework)
L'orateur plonge dans le sujet des conditions sans arbitrage dans les modèles de taux d'intérêt, en se concentrant spécifiquement sur le cadre Heat, Jarrow et Morton (HJM). Ils fixent le programme de la conférence et clarifient la distinction entre les modèles d'équilibre et les modèles de structure de terme. Tout en soulignant la puissance et l'importance des modèles de structure par terme, qui génèrent des courbes de rendement sans nécessiter de calibrage, l'orateur explique la dérivation des conditions sans arbitrage dans le cadre HJM. Le prochain bloc impliquera des simulations de Monte Carlo pour deux modèles, Julie et Hull-White, ainsi qu'un devoir fourni. Il convient de noter que le cadre HJM sert de cadre générique et sans arbitrage pour tous les modèles de taux d'intérêt.
À l'avenir, le concept de taux courts et de taux d'intérêt est introduit, soulignant que les taux courts sont associés à des périodes de temps infinitésimales. Le premier modèle à taux court, le processus Ornstein-Uhlenbeck (OU), est présenté comme un exemple de modèle endogène qui nécessite un calibrage à la courbe de rendement, ce qui peut entraîner des degrés de liberté limités et un mauvais calibrage. D'autre part, les modèles exogènes prennent la courbe des taux comme entrée, évitant ainsi le problème de calibrage. La conférence donne également un aperçu du développement des compétences en modélisation et des compétences en programmation pour la modélisation des taux d'intérêt.
Le cadre HJM est exploré, en se concentrant sur la transformation de modèles endogènes en modèles exogènes. Cette transformation garantit que, quels que soient les paramètres de modèle choisis, la courbe de rendement reste la même. Le conférencier souligne la puissance exceptionnelle du cadre AJM, qui fournit un chemin clair des modèles d'équilibre aux modèles de structure de terme. La conférence mentionne que de nombreux modèles existent dans la littérature, dont deux populaires sont discutés. L'un de ces modèles est le modèle de taux courts de Vasicek, qui a fait l'objet de critiques pour sa capacité limitée à s'adapter aux taux d'intérêt négatifs.
La question des taux d'intérêt négatifs est abordée et l'orateur explique comment les ingénieurs financiers abordent ce problème en utilisant le processus Cox-Ingersoll-Ross (CIR), qui interdit les taux négatifs mais permet aux taux d'atteindre zéro. Pour déplacer ce processus, un paramètre est introduit, permettant à la distribution de passer de zéro à des valeurs négatives, généralement autour de deux ou trois pour cent. L'importance de l'ajustement à la courbe de rendement et les défis de l'étalonnage sont également discutés. L'enseignant souligne que si la courbe des taux ne peut pas être ajustée, il est inutile de tenter d'ajuster d'autres aspects du modèle. Des exemples de simulation sont fournis pour illustrer l'impact de paramètres variables, tels que la vitesse de retour à la moyenne et le coefficient de volatilité.
L'impact du coefficient de volatilité sur les trajectoires de différents modèles, y compris les modèles HJM et CIR, est discuté. Des coefficients de volatilité plus élevés entraînent des pics plus importants dans les trajectoires et une incertitude accrue, tandis que des coefficients plus petits conduisent à des distributions plus étroites. Le conférencier explique également comment le retour à la moyenne et les taux d'intérêt affectent le comportement de ces modèles. Le code Python est utilisé pour simuler des chemins à l'aide de la discrétisation et de la standardisation d'Euler, tout en imposant des conditions pour empêcher les chemins de devenir négatifs.
Le présentateur fournit une discussion approfondie du cadre HJM (Heath-Jarrow-Morton), qui sert de cadre global englobant tous les modèles de taux d'intérêt. La dynamique des taux à terme instantanés, représentant les taux sur des périodes futures dans la perspective d'aujourd'hui, est modélisée dans le cadre HJM. Le cadre AJM est présenté comme une base fondamentale pour les modèles de taux d'intérêt en raison de sa relation explicite entre la volatilité des taux à terme instantanés et la dérive sans arbitrage, garantissant que le modèle est toujours sans arbitrage. Le cadre est exploré dans le contexte des modèles de marché à taux courts et LIBOR, qui sont des cas particuliers du cadre AJM.
La relation entre l'absence d'arbitrage et la dérive est discutée, en particulier en relation avec la volatilité des taux à terme instantanés. Le réglage de la volatilité permet de basculer entre différents modèles. Bien que le cadre HJM s'adapte à différentes structures de volatilité, il est difficile d'obtenir des expressions analytiques pour les taux courts ou les modèles de marché LIBOR. Cependant, dans certains cas, le cadre HJM fournit des expressions analytiques pour les obligations à coupon zéro basées sur la volatilité spécifiée. Ce cadre joue un rôle crucial dans la transition des modèles d'équilibre aux modèles de structure à terme, car il permet l'utilisation de rendements observables comme données d'entrée pour le modèle. Une comparaison est faite avec d'autres modèles, tels que les modèles à taux courts dans le cadre HJM, qui sont assimilés aux Ferrari en termes d'étalonnage rapide mais manquent de flexibilité dans l'étalonnage et la mise en œuvre pour plusieurs instruments de marché. L'objectif principal d'un modèle de taux courts pour les taux d'intérêt est d'assurer l'exactitude de la courbe des taux et des obligations à coupon zéro.
Les limites des différents modèles de structure de termes utilisés en ingénierie financière sont discutées par l'enseignant. Alors que le cadre HJM offre plus de flexibilité dans le calibrage de la courbe de rendement, sa simplicité avec seulement deux paramètres rend difficile le calibrage pour les options exotiques complexes évaluées sur de longues périodes. Le modèle de marché à volatilité stochastique, malgré ses coûts de maintenance élevés et ses défis d'étalonnage, est considéré comme idéal pour évaluer les exotiques et la volatilité. Le conférencier procède à la définition de taux à terme instantanés à l'aide d'obligations à coupon zéro et illustre comment construire un taux à terme sur une période spécifique à l'aide d'une stratégie de refinancement, extrayant ainsi un taux effectif.
L'orateur se penche sur le concept d'une stratégie de refinancement sans arbitrage et explique comment impliquer des taux à partir de composants nuls. Ils introduisent une forme fonctionnelle pour le taux à terme et imposent une structure qui lui assure une forme exponentielle avec un taux de cumul. En prenant le logarithme de l'expression et en le multipliant par un signe négatif, ils identifient le taux qui satisfait à l'équation pour le taux court et le taux à terme. Le taux à terme instantané est défini comme f dt, et l'orateur souligne qu'il est toujours par rapport à l'échéance.
Ensuite, le cours introduit la notion de taux à terme instantané, défini comme la dérivée du logarithme de l'obligation à coupon zéro par rapport à l'échéance. Cela sert de bloc de construction fondamental dans le cadre HJM, car toutes les quantités sont exprimées en termes de taux à terme instantanés. L'importance de la différenciation entre les obligations à coupon zéro et les comptes d'épargne est soulignée, la première étant une valeur déterministe et la seconde une quantité stochastique. La dynamique du taux à terme instantané est un point central dans le cadre du HJM, visant à comprendre et modéliser la dynamique des taux d'intérêt.
Le professeur poursuit en décrivant la dynamique du taux direct instantané sous la mesure p et l'objectif de déterminer la dynamique lors du passage de la mesure de p à q. Le cadre HJM englobe la dynamique du taux à terme instantané, le compte d'épargne monétaire (intégrale du taux court) et la relation des obligations à coupon zéro. Pour définir la dynamique du taux direct instantané sous la q-mesure, des quantités spécifiques doivent fonctionner comme des martingales. La relation entre le taux court et le taux direct instantané est expliquée, en insistant sur l'interdépendance entre les différents taux instantanés et les liens entre divers paramètres.
Poursuivant l'exposé, l'orateur souligne l'importance de comprendre la relation entre l'absence d'arbitrage et la dérive des modèles de taux d'intérêt, notamment en termes de volatilité du taux à terme instantané. En ajustant la volatilité, on peut basculer entre différents modèles dans le cadre HJM. Ce cadre permet diverses structures de volatilité, bien qu'il puisse être difficile d'obtenir des expressions analytiques pour les taux courts ou un modèle de marché LIBOR. Cependant, dans certains cas, le cadre HJM fournit des expressions analytiques pour les obligations à coupon zéro basées sur la volatilité spécifiée.
Le conférencier souligne que le cadre HJM est un cadre générique et sans arbitrage pour tous les modèles de taux d'intérêt. Il offre une voie claire des modèles d'équilibre vers les modèles de structure de termes, ce qui en fait un outil puissant dans le domaine. Il existe de nombreux modèles disponibles dans la littérature, mais deux modèles populaires sont discutés en détail.
Premièrement, le modèle de taux court de Vasicek est examiné. Le conférencier reconnaît que ce modèle a été critiqué pour ne pas autoriser les taux d'intérêt négatifs. Pour résoudre ce problème, certains ingénieurs financiers adoptent le processus Cox-Ingersoll-Ross (CIR), qui n'autorise pas les taux négatifs mais permet aux taux d'atteindre un niveau de zéro. Cependant, le conférencier mentionne qu'il est possible d'introduire un paramètre de décalage dans le processus CIR, déplaçant efficacement la distribution de zéro à une valeur négative, telle que moins deux ou trois pour cent. L'ajustement du modèle à la courbe de rendement est souligné comme un aspect critique, et la question de l'étalonnage est discutée. Le conférencier déclare que si la courbe de rendement ne peut pas être ajustée avec précision, il est inutile d'ajuster d'autres paramètres.
Ensuite, le conférencier présente des simulations de Monte Carlo pour deux modèles : Julie et Hull-White. Les simulations visent à fournir des exemples pratiques et à illustrer l'impact de différents paramètres, tels que la vitesse de retour à la moyenne et le coefficient de volatilité, sur les trajectoires du modèle. Le code Python, utilisant la discrétisation et la standardisation d'Euler, est utilisé pour simuler ces chemins. Des conditions sont imposées pour empêcher les chemins de devenir négatifs.
La conférence aborde ensuite l'impact du coefficient de volatilité sur les trajectoires de divers modèles, y compris les modèles HJM et CIR. Des coefficients de volatilité plus élevés entraînent des pics plus importants dans les trajectoires et une incertitude accrue, tandis que des coefficients plus petits conduisent à des distributions plus étroites. L'influence du retour à la moyenne et des taux d'intérêt sur le comportement de ces modèles est également expliquée.
Le conférencier conclut en résumant les points clés abordés, en réitérant la puissance et l'importance des modèles de structure terminologique dans le cadre HJM. La possibilité de générer automatiquement des courbes de rendement sans nécessiter d'étalonnage de la courbe de rendement est soulignée. Enfin, un devoir à la maison est fourni, encourageant les étudiants à explorer davantage et à appliquer les concepts et les techniques discutés dans le cours magistral.
La conférence propose une exploration approfondie des conditions sans arbitrage dans les modèles de taux d'intérêt, en particulier dans le cadre du HJM. Il couvre les différences entre les modèles d'équilibre et les modèles de structure de termes, la dérivation de conditions sans arbitrage et des exemples pratiques à travers des simulations de Monte Carlo. L'importance de l'ajustement à la courbe de rendement, les défis d'étalonnage et l'impact des paramètres variables sont discutés en détail, fournissant aux étudiants des informations précieuses sur la modélisation des taux d'intérêt et les compétences en programmation.
Cours d'ingénierie financière : Cours 3/14, partie 2/2, (The HJM Framework)
Cours d'ingénierie financière : Cours 3/14, partie 2/2, (The HJM Framework)
Dans la conférence, l'accent est mis sur le cadre HJM et ses hypothèses pour la modélisation des taux d'intérêt. Le conférencier commence par discuter des conditions sans arbitrage dans le cadre HJM, qui sont cruciales pour tout modèle de taux d'intérêt dans ce cadre. Ces conditions garantissent que chaque actif actualisé avec le compte d'épargne se comporte comme une martingale. En appliquant la formule d'Itō aux obligations à coupon zéro et au compte d'épargne, la dynamique de l'actif divisé par le compte d'épargne est obtenue, conduisant au célèbre lemme de HJM concernant les conditions sans arbitrage pour les taux à terme instantanés.
Ensuite, le conférencier explore comment la dérive des taux à terme instantanés est déterminée dans le cadre du HJM. La volatilité du taux à terme instantané joue un rôle clé dans la définition de la dérive si l'on veut être dans le monde neutre au risque et sans arbitrage. L'enseignant explique que pour modéliser des taux courts ou des taux à terme instantanés, il est indispensable de préciser la volatilité du taux à terme instantané. Une fois cela défini, la dynamique du taux à terme instantané est connue, garantissant un environnement sans arbitrage. Le cours aborde également le calcul de la dynamique du taux court, qui fait intervenir la courbe de maturité, une fonction déterministe constante, et une intégrale par rapport à la dérivée partielle de la volatilité.
La conférence approfondit les aspects pratiques du cadre HJM. Le conférencier explique comment différents modèles de taux courts peuvent être générés en spécifiant la volatilité dans le cadre. Une volatilité constante est présentée comme la forme la plus simple, permettant le calcul de la fonction alpha sous la condition HJM. La dynamique du taux court peut alors être dérivée en remplaçant le sigma et l'alpha spécifiés dans le cadre, en utilisant la courbe des obligations à coupon zéro comme entrée. L'importance de la courbe des taux, qui est estimée à partir d'instruments de marché, est soulignée comme un élément clé dans la tarification des dérivés de taux d'intérêt.
Une attention particulière est accordée au modèle Uli, qui appartient à la classe affine des processus et offre des paramètres de dérive et sigma dépendant du temps. Le conférencier explique comment ce modèle permet le calcul des obligations à coupon zéro sous une forme exponentielle sans avoir besoin de simulations de Monte Carlo imbriquées, économisant ainsi de la puissance de calcul. La relation entre les taux courts et les fonctions déterministes connues dans b est explicitement exprimée, et l'utilisation potentielle de l'algorithme de Longstaff Schwarz pour estimer les anticipations est mentionnée.
La conférence souligne également l'importance de représenter les modèles d'une manière composée à zéro et élégante. Le cadre HJM est reconnu comme un outil puissant pour atteindre cet objectif. Une expérience Python est menée pour démontrer comment les chemins simulés peuvent être utilisés pour calculer les obligations à coupon zéro, en les comparant aux rendements d'entrée. Il est souligné que le cadre HJM garantit que les trajectoires simulées produisent toujours les mêmes obligations à coupon zéro que celles incorporées dans l'entrée de rendement.
Les méthodes de simulation de Monte Carlo dans le cadre HJM sont discutées comme un moyen de générer des courbes de rendement. Le conférencier présente une approche qui consiste à spécifier une courbe de rendement, à estimer la courbe à composante nulle et à calculer les paramètres thêta et sigma. Des simulations de Monte Carlo sont ensuite effectuées et les facteurs d'actualisation résultants sont utilisés pour tracer les courbes des obligations à coupon zéro à partir du modèle et du marché. Le conférencier présente la flexibilité de l'approche dans la gestion des changements de valeurs de paramètres et met en évidence l'adéquation parfaite entre les rendements d'entrée et de sortie.
Le calibrage des modèles dans le cadre HJM est également abordé, en mettant l'accent sur l'avantage de calibrer les produits pertinents sans avoir besoin d'un calibrage séparé de la courbe de rendement. Les difficultés souvent rencontrées dans l'étalonnage de la courbe de rendement sont discutées, soulignant les avantages du cadre HJM à cet égard. La dérivation du modèle à volatilité constante dans les modèles de taux courts utilisant les hypothèses HJM est expliquée, présentant une forme simplifiée de la dynamique des taux courts qui facilite l'évaluation du modèle.
Le cours se termine par un résumé des principaux points abordés et propose trois exercices permettant aux étudiants d'appliquer les concepts et les calculs appris. Les exercices impliquent le calcul dynamique d'Ito,
Cours Ingénierie Financière : Cours 4/14, partie 1/2, (Yield Curve Dynamics under Short Rate)
Cours Ingénierie Financière : Cours 4/14, partie 1/2, (Yield Curve Dynamics under Short Rate)
Le présentateur livre une conférence informative sur les modèles de taux courts et leur lien avec la dynamique de la courbe de rendement. Ils commencent par introduire le concept de modèles de taux courts et discutent de leur pertinence. Pour améliorer la compréhension, ils étendent la discussion d'un modèle blanc froid à un seul facteur à un modèle multifactoriel plus complet, en effectuant plusieurs simulations en cours de route.
Une introduction complète aux courbes de rendement suit, avec une exploration des différentes formes de courbe de rendement et leur relation avec la dynamique des taux courts. Le présentateur établit un lien entre ces concepts et des expériences de marché réelles, mettant en lumière leurs applications pratiques. Tout en explorant les limites du modèle à un facteur, le présentateur présente également des solutions potentielles, notamment la construction et la simulation d'un modèle à deux facteurs.
Dans le segment suivant, l'instructeur se concentre sur les processus de retour à la moyenne et montre comment générer des chemins pour ces processus. Ils présentent un graphique 3D montrant la distribution des taux d'intérêt dans le temps. En présentant une transformation appelée "yt", l'instructeur explique comment ce processus extrait la partie de retour à la moyenne de l'ensemble du modèle blanc. En appliquant le lemme Ito à yt et en substituant la dynamique à l'ensemble du modèle blanc, ils dérivent la solution de la distribution du modèle blanc.
La dynamique de yt occupe le devant de la scène lorsque le conférencier met en évidence son indépendance de composante stochastique, supprimant ainsi la dépendance à l'égard de rt et de yt. Ils procèdent à la recherche de la solution pour le processus rt par l'intégration. La solution pour le modèle de taux complet comprend une constante d'échelle, une fonction de dérive dépendante du temps, une composante de volatilité avec un exposant et un coefficient de décroissance. La nature déterministe de l'expression facilite l'intégration des fonctions dépendant du temps et l'intégrale résultante est normalement distribuée. Par conséquent, rt suit une distribution normale avec une espérance et une variance, où l'espérance à long terme converge vers la fonction thêta t. La classe des processus de diffusion affine est également brièvement discutée.
Passant aux processus de diffusion par sauts, l'enseignant approfondit les caractéristiques propres au modèle de Hull-White et aux modèles de taux d'intérêt. Ils soulignent que le modèle de Hull-White appartient à la classe des processus de diffusion par sauts affines, permettant la dérivation de la fonction caractéristique de ce processus et des expressions analytiques pour les obligations à coupon zéro. La dérivation de la fonction caractéristique et l'application de la décomposition du modèle de Hull-White sont expliquées en détail. Les paramètres dépendant du temps sont identifiés comme des facteurs significatifs impactant les fonctions du modèle, avec la possibilité de les sortir de l'attente.
Le professeur discute ensuite de la solution du modèle et souligne l'importance du théorème de Dupey-Duffy-Singleton. Ils expliquent que la solution prend la forme d'une équation de type Riccati, et le théorème facilite la dérivation des fonctions A et B. La signification de ce théorème réside dans l'expression de l'espérance conditionnelle uniquement en termes de dépendance au point spécifique des chemins Rt, donc améliorer la simulation. Cette fonctionnalité s'avère particulièrement utile pour les évaluations de portefeuille nécessitant plusieurs simulations de Monte Carlo imbriquées. De plus, la nature fermée et la facilité de mise en œuvre des fonctions A et B en font des modèles très adoptés dans l'industrie, évitant le besoin d'un recalibrage coûteux tout en calibrant efficacement pour produire la dynamique de la courbe.
L'instructeur met l'accent sur une expression puissante qui permet d'évaluer les obligations à coupon zéro sans recourir à des simulations de Monte Carlo imbriquées. Cette expression élimine le besoin de simulations supplémentaires, améliorant considérablement l'efficacité des swaps de prix avec des échéances à long terme. Les fonctions A et B, qui dépendent de la maturité, jouent un rôle central dans ce processus et peuvent être directement évaluées. Le conférencier fournit des relations de forme fermée entre les obligations à coupon zéro et les fonctions A et B, impliquant une fonction thêta, la volatilité et une version minimale de l'indicateur de vitesse. De plus, ils démontrent deux approches pour évaluer les obligations à coupon zéro à partir du modèle : utiliser l'expression analytique ou éviter les intégrations.
Poursuivant la conférence, l'instructeur explique comment calculer les obligations à coupon zéro dans le modèle blanc complet, en utilisant une méthode plus rapide et plus efficace que la simulation de Monte Carlo imbriquée. Ils présentent l'expression de l'obligation à coupon zéro en fonction des variables a et b, ainsi que le taux à terme instantané le plus court, r0. Cette méthode s'avère avantageuse en termes de rapidité et d'efficacité par rapport à la précédente approche de simulation Monte Carlo imbriquée. L'importance de la courbe de rendement dans la détermination des valeurs actualisées des flux de trésorerie futurs est également soulignée. La courbe de rendement sert d'outil crucial pour mapper les cotations d'instruments liquides sur une courbe unifiée, différentes échéances d'obligations à coupon zéro étant utilisées pour construire des taux à terme. L'objectif principal de la courbe de rendement est de fournir une anticipation des taux futurs selon divers scénarios.
La conférence explore en outre l'importance de sélectionner les instruments les plus liquides lors de la construction d'une courbe de rendement. Ces instruments sont choisis en raison de leur utilisation fréquente dans la couverture et la valorisation des dérivés exotiques. L'interpolation des points sur la courbe de rendement est discutée, car elle peut avoir un impact substantiel sur la courbe d'actualisation globale utilisée dans les calculs. De plus, la courbe des taux est considérée comme un indicateur avancé de la direction économique d'un pays et peut être influencée par les politiques monétaires des banques centrales. La mise en correspondance des obligations à coupon zéro avec le rendement est expliquée, les rendements étant généralement exprimés sous forme de taux effectifs en unités d'années. Il convient de noter que la courbe des taux reflète non seulement les attentes en matière de taux d'intérêt, mais également l'attitude des investisseurs face au risque et leur préférence pour les obligations de différentes échéances.
Poursuivant le cours, le conférencier explique la mécanique des courbes de taux et leur dépendance à la demande d'obligations à court terme. Les courbes de rendement sont représentées par un ensemble de nœuds, chacun associé à une paire correspondante. Ces paires sont utilisées pour définir les points de la colonne vertébrale sur la courbe, et la courbe elle-même est une fonction qui mappe un ensemble de taux zéro à des nombres réels. La détermination des points de colonne vertébrale implique des instruments d'étalonnage, et la méthode d'interpolation entre ces points peut varier en fonction des conventions du marché ou des préférences individuelles des commerçants. Cette interpolation est nécessaire pour obtenir des valeurs de liaison entre les points de la colonne vertébrale. La cartographie des obligations à coupon zéro à la courbe des taux et la construction de la courbe des taux sont également discutées en détail.
L'orateur souligne le rôle crucial de l'interpolation dans le calcul de la valeur des obligations et souligne son impact sur la performance des couvertures. Le choix de la méthode d'interpolation influence significativement les sensibilités et les risques associés aux courbes de taux. De plus, la construction de la courbe des taux a un impact profond sur les stratégies de couverture. La conférence se penche sur les conventions concernant la dénomination des courbes de rendement et des rendements, avec des exemples spécifiques, tels qu'un rendement de cinq pour cent sur cinq ans lié aux obligations à coupon zéro et aux points de colonne vertébrale sur la courbe de rendement. La session se termine en préfigurant le prochain segment, qui explorera plus en profondeur la construction de la courbe de rendement, abordant la sensibilité des instruments, l'impact des différentes techniques d'interpolation et l'influence de l'interpolation sur la performance de couverture.
Dans la partie suivante de la conférence, l'orateur souligne l'importance de calculer avec précision les rendements et souligne la nécessité d'employer l'expression complète au lieu de se fier uniquement à l'attente d'un seul terme. Cela est dû au fait que les fonctions intégrales et exposantes ne possèdent pas d'attentes équivalentes. La dynamique de la courbe de rendement est introduite et diverses formes de courbes de rendement sont explorées, y compris la courbe de rendement normale, qui indique une économie saine. L'orateur explique en outre comment les banques centrales utilisent l'assouplissement quantitatif pour faire baisser les taux à court terme, ce qui a par conséquent un impact sur la forme de la courbe des taux.
L'instructeur discute des différentes formes de courbes de rendement, y compris la courbe plate et la courbe de rendement inversée. Ce dernier est généralement associé à des crises de marché ou à des crises imminentes. Il représente une transition d'une courbe normale à une courbe inversée et peut amener les banques à hésiter à émettre davantage de prêts, ce qui conduit à une stimulation limitée de l'économie globale. La conférence présente un graphique du Trésor américain affichant la dynamique de la courbe de rendement au fil du temps, donnant un aperçu des tendances économiques futures. Le déplacement parallèle des courbes de rendement et son impact sur les positions dans le domaine des taux d'intérêt sont également couverts.
Déplaçant l'accent sur la dynamique de la courbe de rendement à taux courts, le conférencier présente une démonstration vidéo qui met en valeur la dynamique de la courbe de rendement. Dans la vidéo, la ligne bleue représente le taux effectif des fonds fédéraux, qui peut être considéré comme un taux court puisqu'il reflète les taux au jour le jour. La ligne verte correspond au rendement implicite du marché, représentant les attentes du marché. La vidéo illustre diverses crises, comme la crise financière de 2008, où la courbe des taux s'est aplatie et inversée, amenant les investisseurs à passer du marché boursier aux bons du Trésor.
Le conférencier fournit un lien vers la vidéo, encourageant les téléspectateurs à explorer eux-mêmes la dynamique de la courbe de rendement. Comprendre la relation entre les taux courts et les mouvements de la courbe des taux est essentiel pour une gestion efficace des risques. En simulant des taux courts et en construisant des courbes de rendement pour chaque trajectoire à l'aide de formules qui intègrent des obligations à coupon zéro, on peut mieux comprendre la dynamique et le comportement des courbes de rendement.
S'appuyant sur cette compréhension, la partie suivante de la conférence se plongera dans une dynamique plus réaliste de la courbe des taux dérivée des taux courts. Cette exploration vise à fournir une compréhension globale de l'interaction entre les taux courts et les courbes de rendement, permettant une meilleure évaluation et gestion des risques sur les marchés financiers.
Cours Ingénierie Financière : Cours 4/14, partie 2/2, (Yield Curve Dynamics under Short Rate)
Cours Ingénierie Financière : Cours 4/14, partie 2/2, (Yield Curve Dynamics under Short Rate)
L'instructeur plonge dans le sujet de la simulation de modèles de taux courts et de leur application à la mesure de la dynamique des courbes de rendement. Les courbes de rendement représentent les attentes du marché concernant les rendements futurs et sont influencées par les perceptions et les attentes du marché. Pour analyser ces dynamiques, le formateur présente une expérience qui consiste à observer le taux composé en continu pour chaque réalisation du taux court et à générer des courbes de rendement pour chaque scénario. Cette simulation permet d'évaluer le réalisme du modèle de taux court et de la fonction motrice theta t. Des données réelles sur le marché sont utilisées dans cette expérience pour améliorer la précision.
L'enseignant met en évidence l'utilité des simulations à taux courts pour l'analyse des risques. En générant des courbes de taux pour différents scénarios, il devient possible d'évaluer la valeur actuelle d'un portefeuille composé de produits de taux d'intérêt. Pour le démontrer, l'enseignant simule plusieurs chemins pour les taux courts et calcule les obligations à coupon zéro pour chaque chemin. Fait intéressant, la conférence souligne que les courbes de rendement générées à l'aide du modèle entièrement blanc présentent un décalage parallèle, ce qui est irréaliste dans la pratique. La conférence se termine par une présentation du code Python utilisé pour générer les courbes de rendement.
Poursuivant la discussion, l'importance d'avoir un continuum dans les obligations à coupon zéro pour le calcul de la fonction thêta est soulignée. Le cours insiste sur l'importance de l'interpolation, en particulier l'interpolation sur le taux lui-même au lieu de l'exposant, pour assurer la stabilité numérique. Divers choix d'interpolation et le nombre de points pour le calcul des obligations sont explorés. De plus, la conférence se penche sur la simulation et la génération d'obligations et de rendements à coupon zéro, soulignant l'importance de la mise en œuvre de ces processus de manière cohérente et robuste. Enfin, la conférence présente la courbe de rendement générée à partir des données de marché et les trajectoires simulées de Monte Carlo du modèle mondial, révélant un taux sain mais remarquablement bas.
La conférence aborde ensuite les limites du modèle entièrement blanc. Alors que le modèle permet de calibrer l'ensemble de la courbe de rendement, il ne parvient pas à calibrer l'ensemble de la courbe à terme, ce qui est une limitation courante dans la plupart des modèles de taux courts. Pour surmonter cette limitation, le conférencier présente le modèle du marché du travail, qui est bien adapté pour traiter la courbe à terme et le calibrage de la courbe des taux. De plus, le modèle entièrement blanc rencontre des problèmes avec des composants zéro parfaitement corrélés, ce qui réduit encore son efficacité.
Ensuite, les limites du modèle Hull-White à facteur unique sont discutées. Ces limites comprennent une corrélation élevée entre les obligations à échéances proches mais une corrélation plus faible pour les obligations à échéances éloignées, ce qui rend impossible le calibrage du modèle sur l'ensemble de la structure par terme des différents taux d'intérêt. Le modèle est également jugé inadapté à des fins de gestion des risques car il suppose une corrélation de un entre les obligations à coupon zéro et la dynamique des taux courts. Pour résoudre ces problèmes, une extension du modèle Hull-White à deux facteurs est introduite. Cependant, cette extension est principalement utilisée pour la gestion des risques et l'analyse de scénarios plutôt que pour la tarification. La dynamique du modèle à deux facteurs est expliquée, le premier facteur représentant le niveau de la courbe des taux et le second facteur représentant l'asymétrie de la courbe des taux.
Le conférencier discute ensuite du modèle gaussien de Hull-White à deux facteurs, qui est une variante du modèle à facteur unique. Une comparaison entre les deux modèles est présentée, en soulignant que les significations des paramètres peuvent différer lors du passage de l'un à l'autre. La conférence met en évidence les avantages du modèle gaussien à deux facteurs de Hull-White en termes de simulation de processus et son implémentation efficace dans les simulations de Monte Carlo. La conférence explore la fonction intégrale du modèle et son application dans la tarification des obligations à coupon zéro.
La simulation des courbes de rendement pour des réalisations données à l'aide du modèle blanc complet à deux facteurs est ensuite expliquée. L'obligation à coupon zéro pour ce modèle a une forme analytique fermée et implique un système de processus gaussien. La simulation du modèle gaussien à deux facteurs implique la simulation de deux processus de retour à la moyenne qui correspondent à la structure des termes, en utilisant des expressions pour les volatilités et les coefficients de corrélation. Le cours fait la distinction entre les processus X et Y, où X représente le niveau de la courbe de rendement et Y représente la pente ou l'asymétrie de la courbe. La corrélation entre les deux mouvements browniens associés à ces processus est négative, indiquant un effet de raidissement sur la courbe.
La conférence se penche également sur la corrélation entre les obligations lors de l'application de la même technique au modèle à deux facteurs. Contrairement au modèle à facteur unique, la corrélation entre les rendements correspondants n'est pas égale à un dans le modèle à deux facteurs. Cette constatation confirme que l'ajout d'un facteur supplémentaire au modèle conduit à une forme de volatilité implicite plus réaliste, en particulier lorsque les prix sont plafonnés. Cependant, il est important de noter que l'augmentation du nombre de facteurs dans le modèle ajoute de la complexité et des difficultés d'étalonnage. Malgré cela, le modèle à deux facteurs génère systématiquement la même courbe de rendement, ce qui en fait un cadre AJM (modèle conjoint sans arbitrage).
La conférence discute en outre des limites de l'incorporation de plus de facteurs dans le modèle gaussien. On explique que même avec un grand nombre de paramètres, la flexibilité en termes de volatilités implicites reste limitée du fait de l'absence de volatilité stochastique. La conférence procède ensuite à la simulation de trajectoires pour le modèle à deux facteurs, en examinant les rendements de la courbe de rendement impliqués par l'ensemble du modèle blanc à deux facteurs avec des coefficients de corrélation supplémentaires. Les rendements qui en résultent présentent non seulement un déplacement parallèle, mais reflètent également l'impact des corrélations et de la dynamique. Cette fonctionnalité s'avère précieuse à des fins de gestion des risques. L'enseignant conclut cette section en partageant le code Python utilisé pour la simulation.
Soulignant l'importance de choisir des techniques d'interpolation appropriées lors de la modélisation des courbes de rendement, le conférencier souligne que le choix de la méthode d'interpolation peut influencer de manière significative les résultats. Les prochaines conférences couvriront des sujets tels que la reconstruction du rendement, l'impact des différentes interpolations, les pièges courants à éviter et les méthodes pour assurer une interpolation réaliste. De plus, la conférence introduit le concept d'une grille pour les obligations à coupon zéro. Une comparaison est faite entre les obligations à coupon zéro générées à partir du marché et celles calculées à l'aide du modèle de Hull-White. Une simulation de Monte Carlo est effectuée, générant des courbes de rendement pour les modèles à un facteur et à deux facteurs sur une période de dix ans. Le cours se termine par une comparaison des calculs de rendement obtenus à partir de ces deux modèles.
Ensuite, la conférence se concentre sur la présentation des résultats de simulation pour le modèle à deux facteurs de la dynamique de la courbe de rendement. Ces résultats sont comparés à ceux du modèle à un facteur ainsi qu'aux résultats analytiques issus du marché. Il devient évident que le modèle à deux facteurs fournit une représentation plus réaliste et plus complète de la dynamique de la courbe de rendement. Bien que la volatilité globale dans le modèle à deux facteurs soit plus élevée en raison du facteur de volatilité supplémentaire, cela ne modifie pas de manière significative la situation globale. La principale conclusion est que l'incorporation d'un facteur supplémentaire dans le modèle gaussien à deux facteurs conduit à une représentation beaucoup plus réaliste de la dynamique des rendements dans la simulation de Monte Carlo. Enfin, l'enseignant résume les principaux enseignements du cours, notamment la résolution du modèle de Hull-White et la relation des obligations à coupon zéro à la fonction caractéristique, et introduit brièvement la construction de la courbe des taux et ses limites.
En conclusion de la conférence, les limites du modèle Cool White sont discutées. Ces limitations tournent principalement autour des corrélations entre les obligations de différentes échéances et de l'incapacité du modèle à se calibrer sur une large gamme d'instruments sur le marché en raison de son ensemble de paramètres limité. Pour résoudre ces problèmes, la conférence suggère d'étendre le modèle à un cadre à deux facteurs, permettant l'assouplissement de l'hypothèse de corrélation parfaite entre les obligations à coupon zéro. Le cours se termine par l'attribution de deux exercices à faire à la maison : l'un impliquant des attentes sous la mesure t vers l'avant et l'autre utilisant des transformées de Laplace pour démontrer certaines attentes.
Tout au long de la conférence, l'importance de comprendre et de sélectionner des modèles appropriés pour l'analyse des risques et la dynamique de la courbe de rendement devient évidente. Bien que le modèle Hull-White et ses variantes offrent des informations et des outils précieux, il est essentiel de reconnaître leurs limites et d'explorer des modèles alternatifs pour relever des défis spécifiques.
L'un de ces modèles alternatifs introduits dans la conférence est le modèle du marché du travail, qui fournit une solution à la limitation du modèle Hull-White dans le calibrage de l'ensemble de la courbe vers l'avant. Le modèle du marché du travail permet un étalonnage plus complet de la courbe à terme et de la courbe des rendements, ce qui en fait un choix approprié pour certaines applications de gestion des risques.
De plus, la conférence met en évidence l'importance des techniques d'interpolation dans la modélisation de la courbe de rendement. Le choix de la bonne méthode d'interpolation est crucial pour capturer avec précision le comportement et la forme de la courbe de rendement. Le conférencier souligne que l'interpolation n'est pas seulement un détail technique, mais un art qui nécessite un examen attentif et une compréhension de la dynamique sous-jacente. Pour illustrer l'impact de l'interpolation, le cours propose une comparaison entre les courbes de taux générées à partir des données de marché et celles calculées à l'aide du modèle de Hull-White. Le conférencier montre comment différents choix d'interpolation peuvent entraîner des formes et des valeurs variables de courbe de rendement. Cette analyse souligne l'importance de sélectionner une méthode d'interpolation qui s'aligne sur les caractéristiques souhaitées et le réalisme de la courbe de rendement.
Au fur et à mesure que la conférence progresse, le sujet de la simulation des courbes de rendement pour différents scénarios émerge. Les simulations de Monte Carlo s'avèrent être un outil précieux pour générer des courbes de taux et évaluer les risques potentiels associés aux produits de taux d'intérêt. En simulant plusieurs trajectoires pour les taux courts et en calculant les obligations à coupon zéro pour chaque trajectoire, les analystes peuvent évaluer la valeur actuelle d'un portefeuille de produits de taux d'intérêt dans différents scénarios de marché.
La conférence se termine par une démonstration du code Python utilisé pour générer des courbes de rendement. Le code présente la mise en œuvre pratique des concepts abordés tout au long de la conférence, offrant aux apprenants une expérience pratique et renforçant leur compréhension du sujet.
En résumé, la conférence propose une exploration approfondie des modèles de taux courts, de la dynamique de la courbe de rendement et de leurs implications pour l'analyse des risques. Il discute des limites du modèle de Hull-White et présente des modèles alternatifs tels que le modèle du marché du travail et le modèle gaussien à deux facteurs de Hull-White. L'importance de sélectionner des techniques d'interpolation appropriées et de réaliser des simulations de Monte Carlo est soulignée. À travers des exemples et des démonstrations pratiques, le cours donne aux apprenants les connaissances et les outils nécessaires pour modéliser et analyser efficacement les courbes de rendement dans divers contextes financiers.
Cours d'Ingénierie Financière : Cours 5/14, partie 1/2, (Produits de taux d'intérêt)
Cours d'Ingénierie Financière : Cours 5/14, partie 1/2, (Produits de taux d'intérêt)
Le cours commence par la présentation de divers produits de taux d'intérêt, tels que les swaps de taux d'intérêt, les accords de taux à terme et les billets à taux variable. Ces produits reposent sur des volatilités telles que des floorlets et des couplets pour la tarification. Le conférencier souligne que le taux à terme LIBOR est un élément fondamental de tous les contrats de taux d'intérêt.
Les produits linéaires et non linéaires sont discutés, et la conférence se penche sur le concept du taux LIBOR à terme composé simple, qui est largement utilisé dans différents produits de taux d'intérêt, y compris les swaps et les dérivés. Ce taux à terme aide à établir les attentes concernant la période de taux d'intérêt. Il est important de noter que jusqu'à la date de réinitialisation, le taux d'intérêt reste une variable aléatoire stochastique, mais après la date de réinitialisation, il devient fixe sans aucune incertitude.
Le conférencier explore l'échange de taux à terme entre deux contreparties, conduisant à des accords de taux à terme. Les flux de trésorerie dans ces accords sont divisés par un plus tau fois le taux LIBOR à des fins d'actualisation. Le taux LIBOR à terme est défini sur une période spécifique, et sa définition peut être liée aux obligations à coupon zéro. La tarification de l'accord implique l'utilisation d'une mesure neutre au risque et d'une actualisation, avec un taux fixe et une période d'accumulation jouant un rôle clé.
Le concept d'actifs négociables dans le cadre de la mesure neutre au risque, y compris le compte d'épargne, étant des martingales est expliqué. Le conférencier démontre que la valeur d'un contrat à terme peut être représentée comme la différence entre deux obligations et souligne que les contrats à terme sont négociés à une valeur nulle, ce qui implique que le taux fixe doit être égal à ce montant. La conférence couvre également les billets à taux variable, qui sont des produits de taux d'intérêt fortement négociés. Initialement, les paiements pour ces contrats sont fixés à zéro et ensuite ajustés pour tenir compte de la commodité de ne rien avoir à payer au début du contrat.
La conférence se concentre sur les billets à taux variable (FRN), qui sont définis sur la base des taux LIBOR et impliquent des coupons en tant que fractions du notionnel multipliées par des périodes d'accumulation. Le taux LIBOR étant stochastique, le FRN reçoit un taux variable. La valeur du contrat est déterminée en additionnant tous les paiements, qui sont actualisés individuellement à la valeur actuelle en utilisant les attentes dans la mesure neutre au risque. La mesure des FRN passe à la mesure à terme TK, et la détermination des attentes nécessite de trouver la distribution conjointe entre le taux vide et le taux LIBOR, ce qui est crucial pour les calculs de paiement.
Le cours commence par la présentation de divers produits de taux d'intérêt, tels que les swaps de taux d'intérêt, les accords de taux à terme et les billets à taux variable. Ces produits reposent sur des volatilités telles que des floorlets et des couplets pour la tarification. Le conférencier souligne que le taux à terme LIBOR est un élément fondamental de tous les contrats de taux d'intérêt.
Les produits linéaires et non linéaires sont discutés, et la conférence se penche sur le concept du taux LIBOR à terme composé simple, qui est largement utilisé dans différents produits de taux d'intérêt, y compris les swaps et les dérivés. Ce taux à terme aide à établir les attentes concernant la période de taux d'intérêt. Il est important de noter que jusqu'à la date de réinitialisation, le taux d'intérêt reste une variable aléatoire stochastique, mais après la date de réinitialisation, il devient fixe sans aucune incertitude.
Le conférencier explore l'échange de taux à terme entre deux contreparties, conduisant à des accords de taux à terme. Les flux de trésorerie dans ces accords sont divisés par un plus tau fois le taux LIBOR à des fins d'actualisation. Le taux LIBOR à terme est défini sur une période spécifique, et sa définition peut être liée aux obligations à coupon zéro. La tarification de l'accord implique l'utilisation d'une mesure neutre au risque et d'une actualisation, avec un taux fixe et une période d'accumulation jouant un rôle clé.
Le concept d'actifs négociables dans le cadre de la mesure neutre au risque, y compris le compte d'épargne, étant des martingales est expliqué. Le conférencier démontre que la valeur d'un contrat à terme peut être représentée comme la différence entre deux obligations et souligne que les contrats à terme sont négociés à une valeur nulle, ce qui implique que le taux fixe doit être égal à ce montant. La conférence couvre également les billets à taux variable, qui sont des produits de taux d'intérêt fortement négociés. Initialement, les paiements pour ces contrats sont fixés à zéro et ensuite ajustés pour tenir compte de la commodité de ne rien avoir à payer au début du contrat.
La conférence se concentre sur les billets à taux variable (FRN), qui sont définis sur la base des taux LIBOR et impliquent des coupons en tant que fractions du notionnel multipliées par des périodes d'accumulation. Le taux LIBOR étant stochastique, le FRN reçoit un taux flottant. La valeur du contrat est déterminée en additionnant tous les paiements, qui sont actualisés individuellement à la valeur actuelle en utilisant les attentes dans la mesure neutre au risque. La mesure des FRN passe à la mesure à terme TK, et la détermination des attentes nécessite de trouver la distribution conjointe entre le taux vide et le taux LIBOR, ce qui est crucial pour les calculs de paiement.
La conférence aborde le décalage entre les dates de paiement et les dates de mesure et souligne la nécessité d'une évaluation correcte. La mesure correspond au numérateur dans un calendrier de paiement, et toute correction ou ajustement est nécessaire s'il ne s'aligne pas correctement. Le Libor avec un paiement à l'instant tk dans le cadre de la mesure à terme tk est une martingale, permettant la tarification des billets à taux variable. L'équation de tarification consiste à prendre l'attente du taux Libor sur une période donnée, et le contrat est appelé un swap, où une partie reçoit un paiement tandis que l'autre paie sur la base de taux fixes.
Les contrats de swap sont discutés en détail, impliquant l'échange de flux de trésorerie sur une période spécifiée. Les swaps sont couramment utilisés pour couvrir les risques sur le marché hypothécaire. Il existe deux options : le payeur du swap, où un individu paie un taux fixe et reçoit un taux variable, et le récepteur du swap, où un individu reçoit un taux fixe et paie un taux variable. Le montant notionnel peut être déterministe, stochastique ou décroissant dans le temps, et la fréquence de paiement peut varier. La partie fixe reste constante, tandis que la partie flottante porte une incertitude liée à la dynamique du taux LIBOR.
Le cours met l'accent sur l'importance de la couverture dans l'ingénierie financière, en particulier dans les contrats à paiements stochastiques. La couverture est essentielle pour compenser les pertes potentielles dues aux fluctuations des actifs sous-jacents lorsqu'une institution financière a l'obligation de recevoir des paiements à taux fixe ou variable.
Le conférencier continue d'expliquer comment la valeur d'un contrat de swap peut être calculée en utilisant la somme des périodes d'accumulation sur les obligations à coupon zéro et en établissant une relation linéaire entre le taux Libor et le prix d'exercice. Ce calcul donne un aperçu de la valeur d'un swap et met en évidence le rôle des obligations à coupon zéro dans la couverture.
La conférence souligne en outre que la valeur d'un swap dépend des premier et dernier paiements de l'obligation et peut être efficacement couverte avec les première et dernière obligations à coupon zéro. Le facteur d'annuité est un élément crucial lorsqu'il s'agit de swaps car il agit comme un actif négociable. Les swaps de taux d'intérêt sont considérés comme des instruments parfaits qui permettent à deux parties de couvrir leurs expositions spécifiques, et les banques peuvent les utiliser pour couvrir les prêts des particuliers, ce qui entraîne des notions de valeur significativement élevées.
La conférence se concentre spécifiquement sur les swaps de taux d'intérêt, notant qu'ils sont souvent considérés au niveau du portefeuille et que la valeur initiale est généralement fixée à zéro, ce qui permet une transaction gratuite. Le taux de swap, qui est le prix d'exercice qui rend la valeur du swap égale à zéro, peut être exprimé comme une somme pondérée des taux Libor. Les swaps de taux d'intérêt de base peuvent être évalués sans faire d'hypothèses de modèle sous-jacentes en utilisant des instruments de taux d'intérêt disponibles sur le marché et en les mappant à une courbe de rendement. La construction d'une courbe de rendement basée sur des instruments de marché sera discutée plus en détail dans une prochaine conférence.
Le conférencier se penche sur les différents types de notionnels dans un swap, qui peuvent être dépendants du temps, déterminés par des instruments de marché ou aléatoires. De plus, les conditions nécessaires à une martingale sont expliquées, notamment l'utilisation d'actifs négociés ou de combinaisons linéaires de ceux-ci. Il est souligné que si une formule non linéaire, telle que le carré d'un actif, est utilisée, la relation entre la mesure et l'actif ne peut pas être considérée comme une martingale. L'application du lemme d'Ito au Libor au carré démontre que L au carré n'est pas une martingale sous la mesure directe D en raison de la présence d'un effet de dérive.
La conférence progresse pour expliquer comment évaluer un swap à l'aide d'une courbe de rendement et du modèle Hulument. Une spécification de courbe de rendement est fournie et des swaps pour différents prix d'exercice sont générés à l'aide de ce modèle. La valeur d'un swap change linéairement avec le prix d'exercice et le taux de swap est déterminé à l'aide de l'algorithme de Newton-Raphson. La conférence se termine en notant que si le pair swap est égal à 0,03808, alors la valeur du swap est proche de zéro, indiquant que le prix d'exercice pour lequel la valeur du swap est zéro a été trouvé.
Cette section du cours donne un aperçu complet des produits de taux d'intérêt, en mettant l'accent sur les swaps de taux d'intérêt. Il couvre divers sujets, notamment la tarification des swaps, les stratégies de couverture, le rôle des obligations à coupon zéro et l'évaluation des swaps à l'aide de courbes de rendement. En comprenant ces concepts, les étudiants acquièrent des informations précieuses sur l'ingénierie financière et le calcul des valeurs des contrats de swap.
Cours d'Ingénierie Financière : Cours 5/14, partie 2/2, (Produits de taux d'intérêt)
Cours d'Ingénierie Financière : Cours 5/14, partie 2/2, (Produits de taux d'intérêt)
Dans cette conférence, l'accent est mis sur la tarification des dérivés qui impliquent de la volatilité. L'orateur commence par couvrir le concept de changement de mesure des taux d'intérêt, en particulier dans le contexte du modèle de Hull-White. Ils dérivent la dérivée de Rhodom/Nicodemus et appliquent le théorème de Girsanov pour calculer les changements de mesure. Cette compréhension des changements de mesure est cruciale dans la tarification des options sur les produits de taux d'intérêt.
Ensuite, la conférence explore la dynamique des obligations à coupon zéro sous différentes mesures en utilisant le cadre AJM. L'orateur discute de la façon dont ces dynamiques sont liées à la tarification des options sur ces obligations. Ils mettent en évidence la substitution du taux à terme instantané à l'intégrale et à dz dans l'expression de la dynamique d'une obligation à coupon zéro, fournissant une expression finale dérivée. La conférence se penche également sur la dynamique des obligations à coupon zéro sous le modèle Hull-White et la mesure T-forward. L'importance de changer la mesure, en particulier dans l'actualisation stochastique, est soulignée pour éviter des calculs complexes.
L'orateur présente les dérivées de Kirizanov, Loefler et Radon-Nikodym en tant qu'outils permettant de basculer entre différentes mesures. Ils expliquent comment trouver la dynamique de l'obligation et du compte d'épargne en appliquant le lemme d'Ito à la dérivée de Radon-Nikodym. Cela conduit au théorème de Girsanov, qui établit la relation entre la mesure T-forward et la mesure neutre au risque et met en évidence la dérive supplémentaire lors du passage d'une mesure à l'autre. En remplaçant le mouvement brownien sous la mesure neutre au risque par la mesure T-forward, la dynamique du modèle Hull-White est dérivée.
Le cours présente ensuite un modèle de taux court de mesure représenté par lambda et une fonction thêta dépendant de la maturité. Ils définissent mu theta avec deux arguments, petit t et capital mt, et appliquent le théorème de Girsanov pour changer la mesure de la mesure neutre au risque à la mesure T-forward. L'accent est mis sur la tarification des options sur les obligations à coupon zéro, ce qui nécessite un changement de mesure de la mesure neutre au risque à la mesure à terme zéro. L'orateur discute de la dynamique de l'obligation à coupon zéro et de sa distribution sous la mesure T-forward, en fournissant une expression pour l'obligation et en ajustant le prix d'exercice à une fonction constante dépendant du temps. Ils discutent également de la distribution du processus r sous cette mesure.
À l'avenir, la conférence explique comment la distribution de r sous la mesure T-forward peut être résolue à l'aide du modèle Black-Scholes avec des paramètres ajustés. La modification de la mesure permet une tarification analytique des obligations à coupon zéro à l'aide de fonctions de distribution cumulatives normales et de solutions fermées. L'orateur mène une expérience pour fixer le prix d'une obligation à coupon zéro et compare l'expression analytique à une simulation de Monte Carlo en utilisant la discrétisation standard d'Euler. Le code pour la simulation est fourni et le calcul des prix des options pour différentes grèves est discuté.
La conférence met l'accent sur la tarification des options de type européen sur les obligations à coupon zéro, soulignant leur importance car elles sont étroitement liées à la tarification des options sur un taux LIBOR à terme. Deux approches de tarification de ces options sont expliquées : l'une basée sur le modèle full light et l'autre en imposant directement une distribution ou un processus stochastique au taux LIBOR. La formule de tarification des options d'achat ou couplets européens est fournie, et la méthode pour changer la mesure de la mesure neutre au risque à la mesure T-forward est expliquée. L'accent reste mis sur les options d'achat, avec une mention qu'une option de vente ou un plancher sur celle-ci sera donné comme devoir.
De plus, la dynamique et la tarification des taux LIBOR sont discutées. La conférence reconnaît que le taux LIBOR est une martingale sous la mesure donnée, permettant l'hypothèse d'une dynamique sans dérive. Cependant, l'utilisation d'une distribution log-normale pour représenter les taux LIBOR pose des défis, tels que la possibilité de taux négatifs, en particulier dans la tarification des dérivés exotiques. Un calibrage aux données de marché, notamment à l'aide de taux plafonds et planchers, est jugé nécessaire, et le plafond de taux d'intérêt est décrit comme un moyen d'assurance pour un porteur d'un prêt à taux variable.
La conférence se poursuit en discutant de la tarification des caplets, qui peuvent être décomposés en contrats de base appelés distiques. L'orateur note que la tarification des caplets à l'aide d'une distribution log-normale pose des problèmes en raison du potentiel de taux d'intérêt négatifs. Pour résoudre ce problème, un paramètre de décalage est introduit à imposer à la distribution. La tarification d'un caplet à l'aide d'un modèle sous-jacent est ensuite expliquée, ce qui est étroitement lié à la tarification d'une option sur une obligation à coupon zéro. En substituant la définition d'un taux LIBOR en termes de composants nuls, l'équation de tarification est simplifiée, ce qui entraîne la tarification d'une option d'achat sur une obligation à coupon zéro avec un prix d'exercice légèrement différent. La conférence se termine par une brève présentation du code des prix, qui implique une courbe de rendement simplifiée.
En outre, l'orateur se penche sur la tarification des options de vente sur les obligations à coupon zéro, également appelées «couplets», et souligne l'importance d'ajuster non seulement le prix d'exercice, mais également le notionnel lors de la tarification. Ils reconnaissent l'étroite correspondance entre la simulation de Monte Carlo et la tarification théorique des options sur les obligations à coupon zéro et les courbes de rendement. Cependant, ils mettent en évidence l'importance des paramètres du modèle de marché tels que le retour à la moyenne et la volatilité dans la formation des surfaces de volatilité implicite. Ils notent que même si ces paramètres peuvent avoir un impact limité sur le modèle Hull-White, il ne peut pas générer un sourire de volatilité implicite, seulement un biais. Enfin, le conférencier résume les deux principaux blocs couverts dans la conférence, qui comprennent les produits de taux d'intérêt simples et la tarification des options simples dans le contexte du modèle de Hull-White.
Vers la fin du cours, l'instructeur informe les étudiants que le cours se concentrera uniquement sur les gains de type européen, tandis que les dérivés plus exotiques seront abordés dans un cours ultérieur. Des devoirs sont assignés, y compris la tarification d'une option plancher et la dérivation de la formule de Black pour une nouvelle variante de la distribution log-normale décalée. Les élèves doivent comparer les résultats obtenus à partir de la formule de Black avec leurs résultats numériques et introduire un passage à l'équation différentielle stochastique log-normale pour refléter les ajustements nécessaires.
La conférence propose une exploration approfondie de la tarification des dérivés impliquant la volatilité, en se concentrant spécifiquement sur la dynamique et la tarification des obligations à coupon zéro, les options sur ces obligations et les taux LIBOR. Le concept de changement de mesure, l'utilisation des dérivés de Radon-Nikodym et l'application du théorème de Girsanov sont couverts pour faciliter ces calculs de tarification. La conférence met l'accent sur l'importance d'ajuster les mesures, les prix d'exercice et les valeurs notionnelles tout en soulignant l'impact des paramètres du modèle de marché sur les surfaces de volatilité implicite.
Cours Ingénierie Financière : Cours 6/14, partie 1/3, (Construction de Courbe de Taux et Multi-Courbes)
Cours Ingénierie Financière : Cours 6/14, partie 1/3, (Construction de Courbe de Taux et Multi-Courbes)
Poursuivant sur le sujet des courbes de rendement, la conférence met l'accent sur l'importance de construire une courbe de rendement précise, qui sert d'élément essentiel dans l'évaluation des dérivés de taux d'intérêt et des analyses financières. L'instructeur explique que les courbes de rendement sont essentielles pour actualiser les flux de trésorerie futurs, déterminer les valeurs actuelles des paiements et évaluer les entreprises, entre autres applications. La construction d'une courbe de rendement repose généralement sur des instruments liquides, qui introduisent moins d'incertitude dans le processus d'évaluation. D'un point de vue mathématique, les courbes de rendement cartographient les cotations boursières de ces instruments liquides.
Ensuite, l'instructeur fournit des informations supplémentaires sur la nature des courbes de rendement. Ils expliquent que les courbes de rendement relient divers instruments de marché dans le monde des taux d'intérêt et représentent les anticipations des taux futurs. Alors que la courbe des taux peut sembler stochastique lorsqu'elle est observée au jour le jour, son prix est déterministe dans la perspective d'aujourd'hui en fonction des attentes. La construction d'une courbe de rendement implique la sélection d'un ensemble discret d'instruments liquides et l'interpolation pour connecter les points de la colonne vertébrale. L'instructeur insiste sur l'importance de choisir des instruments de qualité similaire et note que le nombre d'instruments peut changer avec le temps. Ils soulignent que la courbe de rendement sert non seulement d'outil mathématique, mais offre également des informations économiques précieuses, agissant comme un baromètre des conditions actuelles du marché.
Le cours approfondit la construction et l'interprétation des courbes de rendement. L'instructeur explique comment les courbes de rendement reflètent l'allocation de l'argent sur le marché, s'il est investi en actions ou en obligations, et si les obligations sont préférées, qu'elles soient à long terme ou à court terme. Les courbes de rendement donnent un aperçu des attentes des investisseurs concernant les taux d'intérêt futurs et de leur attitude à l'égard du risque. Cependant, l'instructeur prévient que les courbes de rendement ont des limites pour prévoir avec précision l'avenir en raison de facteurs tels que les interventions des banques centrales et les investissements externes. Par conséquent, la construction méticuleuse d'une courbe de rendement et la prise en compte des changements qui se produisent sur de nombreuses années sont essentielles pour garantir son exactitude.
La structure par terme des taux d'intérêt est également expliquée par rapport aux courbes de rendement. L'instructeur souligne que les courbes de rendement représentent la relation temporelle entre les rendements de différentes échéances et dépendent de l'économie locale. Ils mentionnent que la courbe des bons du Trésor américain revêt une importance significative en tant qu'indicateur économique mondial en raison de la position des États-Unis comme l'une des plus grandes économies et de l'utilisation du dollar comme monnaie de réserve. Les obligations d'État, telles que les bons du Trésor américain, sont généralement considérées comme exemptes de défaut lorsqu'elles sont émises dans la monnaie locale, tandis que les obligations émises en devises étrangères comportent un risque de défaut plus élevé. Le concept de prime de risque est également discuté en tant que facteur influençant le rendement ou les taux d'intérêt.
La conférence explore diverses formes de courbes de rendement et leurs implications pour l'économie. Une forme normale standard indique que les rendements à long terme sont significativement plus élevés que les rendements à court terme, reflétant une situation économique normale. En revanche, une courbe de rendement inversée, où les rendements à long terme diminuent tandis que les rendements à court terme restent stables, peut signifier un scénario malsain qui peut créer des défis pour les banques et les retraites. L'instructeur fournit des exemples de différentes formes de courbe de rendement et explique comment elles peuvent affecter le marché.
L'impact de l'inflation sur les rendements est discuté, soulignant qu'une augmentation des anticipations d'inflation conduit à des rendements plus élevés car les investisseurs exigent une compensation pour le rendement réel négatif de leurs investissements. Le cours couvre également les concepts de pentification et d'aplatissement de la courbe des taux en raison des changements dans l'économie. L'écart entre un swap à échéance constante de 10 ans et un swap de 2 ans peut indiquer le sens d'une courbe de pentification, tandis que l'inversion de la courbe des taux signifie une courbe d'aplatissement. Des exemples graphiques sont utilisés pour démontrer comment ces différentes courbes et écarts ont influencé l'économie dans le passé.
La conférence introduit le concept de contrôle du rendement et son influence sur les taux d'intérêt. Le contrôle des rendements fait référence à la capacité de la banque centrale à influencer la courbe des rendements en ajustant les taux d'intérêt pour atteindre les objectifs liés à l'inflation et à l'emploi. Les banques centrales peuvent acheter ou vendre des obligations pour influencer la demande et stimuler l'économie. Cependant, ces actions comportent également des risques et des limites, surtout si les pressions inflationnistes augmentent. L'instructeur explique que la courbe de rendement est définie mathématiquement par des points de spline et des facteurs d'actualisation correspondants, qui représentent les attentes des taux courts.
Ensuite, l'instructeur se penche sur la construction de la courbe de rendement et des multi-courbes en ingénierie financière. Ils expliquent que la courbe est construite en combinant des points de colonne vertébrale obtenus sur le marché avec une routine d'interpolation. Plusieurs exigences doivent être remplies pour une courbe de rendement bien construite, notamment la tarification de la courbe à l'aide des instruments sélectionnés, la garantie de taux à terme continus et l'utilisation d'une méthode d'interpolation locale pour une couverture précise. La construction de la courbe implique également la définition d'un problème d'optimisation et la détermination du vecteur des obligations à coupon zéro en tant que points de la colonne vertébrale à différentes échéances.
Le professeur explique étape par étape comment construire une courbe de rendement et des multi-courbes. Le processus consiste à trouver un vecteur de valeur actuelle d'un contrat (PVI) qui dépend de tous les points de la colonne vertébrale de la courbe. L'objectif est de s'assurer que la cotation du marché correspond au prix de la courbe pour tous les instruments utilisés dans la construction de la courbe. Pour résoudre ce problème, une technique d'optimisation utilisant la norme L est employée. Le professeur illustre comment résoudre le problème dans des cas unidimensionnels à l'aide de l'algorithme de Newton-Raphson, qui minimise la différence absolue pour arriver à une solution optimale. Ensuite, l'orateur discute du processus d'itération utilisé pour trouver le sigma optimal pour un modèle Black-Scholes. Il explique les critères d'arrêt du modèle et les exigences pour parvenir à la convergence. L'orateur met l'accent sur l'interdépendance des points de la colonne vertébrale sur la courbe et souligne la nécessité d'itérer pour plusieurs frappes afin de créer un sourire ou un biais de volatilité implicite. La construction des techniques d'interpolation et d'optimisation nécessaires à ce processus, y compris la construction d'un jacobien, est également expliquée.
L'importance de l'interpolation dans la construction de diverses courbes, en particulier la courbe des taux et le sourire de volatilité implicite, est soulignée par l'orateur. Ils notent que si l'interpolation dans les courbes de rendement est relativement simple en raison des conditions de continuité et de différentiabilité, la sélection de la méthode d'interpolation appropriée est encore plus critique pour le sourire de volatilité implicite, car un choix incorrect peut introduire un arbitrage de prix important. L'orateur souligne que l'interpolation joue un rôle crucial dans tous les cas et qu'une attention particulière aux détails est nécessaire lors du choix de la routine d'interpolation appropriée.
Le cours offre une couverture complète de la construction et de l'interprétation des courbes de rendement. Il met en évidence leur importance dans l'évaluation des dérivés de taux d'intérêt et la compréhension de la dynamique du marché. La conférence explore également la formulation mathématique, l'impact des différentes formes de courbe sur l'économie et le rôle du contrôle du rendement. De plus, il se penche sur la construction de courbes de rendement et de multi-courbes, en discutant des techniques d'optimisation, des choix d'interpolation et de leurs implications en ingénierie financière.
Cours Ingénierie Financière : Cours 6/14, partie 2/3, (Construction de Courbe de Taux et Multi-Courbes)
Cours Ingénierie Financière : Cours 6/14, partie 2/3, (Construction de Courbe de Taux et Multi-Courbes)
Dans la conférence, l'orateur se penche sur les aspects pratiques de la construction d'un algorithme pour la construction de la courbe de rendement. Ils soulignent l'importance de l'étalonnage de la courbe et analysent le code Python utilisé pour construire la courbe de rendement à l'aide d'instruments de marché tels que les swaps. L'impact de différentes méthodes d'interpolation sur la couverture est également exploré. Le conférencier explique la routine d'itération pour construire une courbe de rendement, qui implique des calculs algébriques avec des vecteurs et des matrices. Ils montrent comment optimiser la courbe en mettant la prochaine itération à zéro.
Ensuite, l'instructeur explique le processus de recherche des points de colonne vertébrale optimaux pour construire une matrice. Ce processus implique l'ajustement itératif des facteurs d'actualisation vectoriels (dfs) jusqu'à ce que la convergence soit atteinte. Les ajustements sont basés sur une matrice jacobienne, et l'inverse du jacobien détermine l'ajustement pour le delta du dfs. Le cours insiste sur l'importance de spécifier des grilles (couples de ti et de facteurs d'actualisation) pour construire la courbe avant de trouver des liaisons nulles optimales. Un exemple pratique de construction d'une courbe de rendement pour un swap de taux d'intérêt à deux ans et à cinq ans est fourni, soulignant le défi de résoudre un système avec plus d'inconnues que d'équations.
Les défis de la construction d'une courbe de rendement à l'aide de paiements de swap pour les points de la colonne vertébrale sont discutés en raison d'un système sous-déterminé. La solution consiste à considérer uniquement le paiement final comme le point de la colonne vertébrale et à interpoler les points intermédiaires. Il est souligné que le nombre d'instruments doit être égal au nombre de points de la colonne vertébrale pour éviter toute confusion. Le processus de construction d'une courbe de rendement à l'aide d'un accord de taux à terme et d'un swap est expliqué, en mettant l'accent sur la mise en œuvre numérique.
La conférence met l'accent sur l'importance de construire une courbe de rendement et l'impact des cotations du marché, qui sont généralement nulles. La définition du taux LIDOR est discutée, ainsi que l'expression de la valeur actuelle d'un contrat (PV1) en termes de taux LIDOR. La PV1 ne dépend que du facteur d'actualisation (df1), qui peut être calculé à l'aide du premier ensemble d'équations. La deuxième série d'équations implique le swap avec deux dates de paiement. La conférence explique l'utilisation d'une matrice triangulaire inférieure et d'une inversion efficace pour la construction de courbes lorsque seuls des swaps sont utilisés.
Le processus de construction d'une courbe de rendement à l'aide des données de marché du Département du Trésor des États-Unis est exploré. Les cotations des taux LIBOR et des swaps avec des échéances variables sont utilisées pour construire la courbe de rendement. Le cours présente la fonction multidimensionnelle de Newton-Raphson utilisée pour calibrer la courbe et souligne l'importance de sélectionner la bonne méthode d'interpolation. La fonction d'évaluation d'un instrument de swap sur un vecteur de points spinaux est également introduite.
Le cours porte sur la construction de courbes de taux et de multi-courbes. Le processus commence par la définition d'un swap, puis passe à la construction d'une courbe de rendement à l'aide d'un éventail d'instruments et d'échéances. Une méthode multivariée de Newton est utilisée pour optimiser la courbe de rendement pendant le processus de construction. L'importance du choix d'une valeur de tolérance est soulignée, et le défi de l'optimisation avec une tolérance de 10 à la puissance 10 est souligné. Le cours conclut en soulignant la convergence rapide obtenue avec cette méthode d'optimisation.
L'évaluation des instruments utilisant des points de colonne vertébrale et des méthodes d'interpolation est expliquée. La courbe de rendement est construite à l'aide de points d'épine dorsale et d'une méthode d'interpolation, suivie de l'évaluation de chaque swap en fonction des obligations à coupon zéro en fonction de l'état actuel du point d'épine dorsale. Un jacobien, représentant la sensibilité de chaque valeur actuelle (PV) individuelle à tous les points de la colonne vertébrale, est calculé numériquement en effectuant un choc sur chaque point de la colonne vertébrale et en évaluant tous les swaps. Le cours met en évidence la fonction compacte et efficace de calcul du jacobien.
La conférence traite du processus de construction de la courbe de rendement et des multi-courbes à l'aide de la méthode d'itération de Newton-Raphson, de la matrice jacobienne et de l'ensemble d'outils d'algèbre linéaire numpy. Après avoir construit la courbe de rendement, les swaps sont évalués avant de construire la courbe. La conférence insiste sur la nécessité de fixer une limite au nombre d'évaluations pour éviter de surcharger le code Python et suggère d'incorporer des protections pour éviter ce problème. En outre, la conférence montre comment calculer la valeur actuelle (PV) des swaps en utilisant à la fois la courbe de rendement initiale et la courbe de rendement calibrée obtenue à partir du processus d'itération impliquant les points de la colonne vertébrale.
Le professeur explore en outre la routine d'optimisation et l'étalonnage de la courbe de rendement pour les swaps de taux d'intérêt. Il est à noter que le calibrage de la courbe de rendement à l'aide de swaps donne des résultats très précis, même en cas de valeurs inférieures à zéro. La conférence met également en évidence les domaines à améliorer, tels que l'utilisation de calculs analytiques pour les sensibilités dérivées afin d'améliorer l'efficacité et la précision des calculs.
Le concept de « couverture » est présenté comme point central de la section suivante. L'impact de différentes routines d'interpolation sur les résultats de couverture est discuté, et diverses méthodes d'interpolation sont explorées. Le professeur recommande de consulter la littérature existante pour explorer d'autres options d'interpolation. Le cours se termine en soulignant l'importance d'effectuer des tests dans de petites conditions et en considérant les effets des routines d'interpolation sur la courbe de rendement.
Dans la conférence, l'orateur examine différentes routines d'interpolation utilisées dans la construction de la courbe de rendement et leur influence sur les résultats. Les inconvénients de l'interpolation simple, telle que l'interpolation linéaire simple, sont mis en évidence, en particulier lors de l'utilisation d'une courbe de rendement basée sur un modèle. Il est expliqué que le comportement de la structure des taux à court terme peut devenir erratique si de petits détails sont négligés dans l'interpolation, car le taux à terme instantané dépend du logarithme d'une obligation à coupon zéro. Pour surmonter ces limitations, une méthode suggérée consiste à différencier les facteurs d'actualisation logarithmique.
La conférence explore également l'interpolation locale et globale, en insistant sur l'importance de localiser l'impact d'un choc ou d'un changement sur un point de la colonne vertébrale pour éviter d'affecter un grand nombre de points sur la courbe. De plus, l'enseignant souligne l'importance de choisir une méthode d'interpolation qui considère les caractéristiques des instruments sur la courbe et leur impact sur ses performances.
La construction des courbes de taux et des multi-courbes est discutée du point de vue de l'ingénierie financière. Une expérience Python est présentée, démontrant une fonction développée pour calibrer une courbe de rendement par de petits ajustements. L'expérience comprend la construction d'un ensemble d'instruments en tant que fonction et l'incorporation d'une interpolation quadratique et cubique. En outre, la tarification d'un swap hors marché et l'analyse de sensibilité du swap à tous les instruments de marché utilisés dans la construction de la courbe sont démontrées par la différenciation et le recalibrage de la courbe pour chaque instrument choqué dans l'ensemble du portefeuille.
Le conférencier explique comment construire une courbe de rendement et des multi-courbes en utilisant le choc et le delta. Le processus consiste à répéter toute la procédure pour chaque instrument avec un taux fixe choqué et à redéfinir le delta, qui représente la dérivée du swap par rapport à chaque instrument de marché. Les valeurs delta sont approximées en divisant la taille du choc, en reconstruisant la courbe et en évaluant l'impact résultant. Avec ces valeurs delta, il devient possible de déterminer l'utilisation requise de chaque instrument de marché pour la construction de la courbe, permettant une couverture efficace des contrats à terme. L'interpolation linéaire est utilisée pour illustrer la couverture d'un swap à quatre ans à l'aide d'instruments à échéances de trois et cinq ans, conformément aux résultats attendus. Enfin, une comparaison entre l'interpolation linéaire et cubique révèle que l'interpolation cubique est plus coûteuse en calcul mais conduit à des différences substantielles dans les résultats.
L'orateur aborde la construction de courbes de taux et de multi-courbes dans un contexte d'ingénierie financière. Une comparaison entre l'interpolation cubique et l'interpolation linéaire est faite, soulignant que l'interpolation cubique est plus avancée mais aussi plus lente. L'impact de l'interpolation sur la couverture est abordé, en notant que si l'interpolation cubique peut entraîner une courbe plus lisse, elle peut entraîner des dépenses de couverture plus importantes en raison des sensibilités aux produits dont les échéances sont bien supérieures à celles des swaps. L'orateur suggère d'explorer l'interpolation quadratique comme alternative et souligne que l'impact de l'interpolation sur la couverture ne doit pas être négligé.
Poursuivant l'exposé, l'orateur développe la construction de courbes de taux et de multi-courbes à l'aide de choc et de delta. Cette méthode consiste à recalibrer l'ensemble du processus pour chaque instrument avec un taux fixe choqué. Le delta, qui représente la dérivée du swap par rapport à chaque instrument de marché, est redéfini en divisant la taille du choc et en approximant l'impact résultant sur la courbe. En analysant les valeurs delta, il devient possible de déterminer l'allocation appropriée de chaque instrument de marché pour la construction de la courbe, permettant une couverture efficace des contrats à terme. L'orateur démontre l'utilisation de l'interpolation linéaire pour illustrer la couverture d'un swap de quatre ans à l'aide d'instruments à échéance de trois et cinq ans, alignés sur les résultats attendus.
La conférence souligne l'importance de choisir la bonne méthode d'interpolation, car elle a un impact significatif sur la forme et le comportement de la courbe de rendement. Bien que l'interpolation cubique puisse offrir une courbe plus lisse, elle entraîne souvent des dépenses de couverture plus importantes en raison de sa sensibilité aux produits dont les échéances sont bien supérieures à celles des swaps. Par conséquent, le conférencier suggère d'explorer l'interpolation quadratique comme une alternative qui établit un équilibre entre la précision et l'efficacité de calcul.
De plus, le cours insiste sur la nécessité de considérer les caractéristiques des instruments utilisés dans la construction de la courbe et leur impact sur ses performances. Différents instruments peuvent nécessiter des méthodes d'interpolation ou des ajustements différents pour garantir une tarification et une gestion des risques précises. Il est essentiel d'analyser attentivement et de comprendre le comportement des instruments dans le cadre du processus de construction de la courbe des taux.
La conférence se termine en encourageant la poursuite des recherches et l'exploration des options d'interpolation. Bien que l'interpolation cubique soit plus avancée et offre une courbe plus lisse, ce n'est pas toujours le choix optimal. Les professionnels de la finance et les chercheurs sont encouragés à se plonger dans la littérature existante et à étudier diverses routines d'interpolation pour identifier l'approche la plus adaptée à leurs besoins spécifiques.
La construction de courbes de rendement et de multi-courbes implique une combinaison de techniques mathématiques, de méthodes d'étalonnage et de routines d'interpolation. Il s'agit d'un processus complexe qui nécessite un examen attentif de divers facteurs, tels que les caractéristiques de l'instrument, l'efficacité des calculs et les implications de couverture. En employant les bonnes méthodes et en comprenant les principes sous-jacents, les praticiens financiers peuvent construire des courbes de rendement robustes qui reflètent avec précision les conditions du marché et soutiennent des stratégies efficaces de gestion des risques.Cours Ingénierie Financière : Cours 6/14, partie 3/3, (Construction de Courbe de Taux et Multi-Courbes)
Cours Ingénierie Financière : Cours 6/14, partie 3/3, (Construction de Courbe de Taux et Multi-Courbes)
Dans le cours, le concept de multi-courbes est introduit, qui intègre les probabilités de défaut des contreparties lors de la construction des courbes de rendement. Ces informations supplémentaires tiennent compte de la fréquence des paiements et des risques de défaillance associés. L'orateur souligne que prêter de l'argent pour une durée plus longue à une contrepartie augmente le risque par rapport à un prêt à plus court terme. Les courbes multiples sont apparues comme un développement des mathématiques financières après la crise financière de 2008-2009 et restent répandues sur le marché actuel.
La conférence comprend une implémentation Python de multi-courbes et assigne une tâche aux étudiants, les mettant au défi d'améliorer le code existant en incorporant des instruments supplémentaires pour l'étalonnage des courbes et les aspects de couverture.
La construction de courbes de taux et de multi-courbes en ingénierie financière est discutée, en insistant sur l'impact de la fréquence de paiement sur le type de courbe et la gestion des risques. Une fréquence de paiement plus élevée réduit la perte potentielle en cas de défaillance de la contrepartie, ce qui en fait un choix plus sûr. La motivation derrière les courbes multiples découle de la crise de 2007-2009, lorsque les écarts de base entre les différents ténors sont devenus importants, entraînant de multiples points de base de différence entre les courbes de fréquence variables.
L'orateur explique que différents instruments présentent des primes de liquidité et de risque de crédit variables, influençant leurs courbes de rendement. Avant la crise financière, la tarification était basée sur une courbe unique. Cependant, après la crise, des primes de risque supplémentaires doivent être envisagées pour différentes structures de teneur. L'orateur illustre la prime de risque répartie entre différentes échéances à l'aide d'une illustration de taux à terme instantanés. Le consensus du marché est d'actualiser les flux de trésorerie futurs sur la base de la fréquence d'occupation la plus élevée, et le choix optimal pour l'actualisation est une courbe présentant le moins de risque de crédit, généralement associée à un 10 d'un jour.
La conférence se penche sur l'inclusion des probabilités de défaut dans la tarification et le développement d'un cadre pour la tarification des dérivés dans le contexte multi-courbe. Des courbes telles que l'Euro Overnight Index Average et le US Federal Reserve Overnight Rate sont discutées. Les praticiens ont d'abord observé le marché, puis la théorie a été développée, nécessitant l'inclusion de probabilités de défaut dans le cadre multi-courbes. La définition de la bibliothèque doit être modifiée pour intégrer la courbe sans risque et les probabilités de défaut de la contrepartie. L'orateur souligne la nécessité de versions étendues du taux LIBOR et mesure les changements pour s'adapter à cette modification. En intégrant les probabilités de défaut et en vérifiant l'existence de la contrepartie avant d'exécuter les transactions, les praticiens acquièrent une meilleure compréhension de la tarification des dérivés dans le cadre multi-courbes.
Le concept de probabilité de défaut est expliqué dans le contexte de la tarification des dérivés présentant un risque de crédit. La probabilité de défaut représente le risque de défaut survenant sur une période spécifique et est généralement dérivée d'instruments de marché tels que les swaps sur défaillance de crédit. Lorsque les instruments de marché ne sont pas disponibles, les banques et les institutions financières attribuent une probabilité de défaut basée sur l'association des risques de l'industrie. La tarification des dérivés présentant un risque de crédit implique l'actualisation de tous les flux de trésorerie futurs et l'hypothèse d'une indépendance entre les taux d'intérêt et la probabilité de défaut. Le gain attendu est ensuite calculé à l'aide d'une fonction indicatrice de la probabilité de défaut.
La conférence traite de la relation entre les probabilités de défaut et les taux d'amélioration, les probabilités de survie et les taux de risque. Les swaps sur défaut de crédit (CDX) sont introduits en tant que dérivés négociés utilisés pour estimer la probabilité de défaut. En examinant les cotations de marché des CDX, la prime de risque peut être calculée, ce qui donne un aperçu de la probabilité de défaut. La courbe de rendement risquée intègre la probabilité de défaut et ajuste les obligations à coupon zéro en utilisant des ajustements de risque. En pratique, D(t0, ti) est généralement interprété comme un facteur d'actualisation, permettant la construction d'une courbe des taux comme un ensemble de facteurs d'actualisation des obligations à coupon zéro.
La vidéo explique le processus de détermination d'un juste prix pour un passif non garanti qui tient compte des probabilités de défaut en construisant une courbe correspondant à un terme spécifique au-dessus d'une courbe d'actualisation. Il démontre le calcul d'obligations à coupon zéro sans risque et d'une obligation à coupon zéro avec une prime de risque supplémentaire, représentant le facteur d'ajustement de la courbe. La vidéo explique également comment la tarification d'un swap de taux d'intérêt peut être calculée dans un cadre à plusieurs courbes. Il combine les concepts d'un passif risqué et du taux du swap d'indice au jour le jour, se rapprochant de la tarification en calculant l'espérance du LIBOR à terme sous la mesure de martingale correspondante.
L'enseignant insiste sur la dépendance circulaire entre différentes courbes et sur la construction de courbes de taux dans la pratique. La courbe d'actualisation est généralement construite en premier, suivie de la construction de courbes de trois mois et de six mois basées sur la courbe d'actualisation et des cotations de marché supplémentaires. Cependant, des complications surviennent lorsqu'il y a des écarts impliqués, nécessitant un étalonnage de toutes les courbes simultanément plutôt qu'individuellement. Bien que cela puisse être plus complexe, le maintien de la cohérence dans la couverture d'autres risques permet d'utiliser le mauvais taux d'intérêt dans le modèle Black-Scholes pour correspondre à la cotation du marché.
La vidéo fournit des conseils sur la mise en œuvre de plusieurs courbes en Python pour la tarification et la construction de plusieurs courbes de rendement. Il s'appuie sur des codes précédemment développés pour les courbes de rendement uniques et les étend pour gérer plusieurs courbes. Une extension de la définition du swap est introduite pour faciliter la tarification dans le contexte multi-courbe. La vidéo souligne également l'importance d'effectuer une vérification de cohérence pour assurer la cohérence entre le nouveau swap de taux d'intérêt et un réglage de courbe unique. Ceci est réalisé en utilisant deux instances de la même courbe pour vérifier qu'elles donnent la même valeur.
L'orateur discute du calibrage de la courbe des taux et introduit quatre swaps correspondant à la nouvelle courbe avec des suppositions initiales distinctes du cas précédent. L'objectif reste d'aligner les prix du marché sur les prix des modèles. La courbe d'actualisation est basée sur la courbe bootstrap et les swaps sont définis comme des expressions lambda de la courbe à terme. L'orateur explique la recherche d'obligations à coupon zéro ou de courbes de rendement pour les swaps et l'optimisation des valeurs qui rendent le swap nul pour l'objectif de rendement spécifique. Le calibrage de la courbe est revérifié et les valeurs des swaps sont tracées. La vérification de l'intégrité confirme la cohérence de la nouvelle implémentation du swap, et enfin, la nouvelle courbe est amorcée.
L'orateur discute des résultats du processus d'étalonnage et d'amorçage, notant que le prix revient au pair. La courbe d'actualisation et la courbe de prévision sont tracées, illustrant la courbe d'écart entre elles. L'orateur souligne que la courbe à terme est plus faible en raison du nombre limité d'instruments, ce qui entraîne un manque de transition en douceur entre les différentes échéances. Le processus de calibrage est relativement rapide, nécessitant des itérations d'optimisation par rapport au serveur pour la courbe de remise. En conclusion, l'orateur résume les concepts clés abordés dans le cours, y compris la nature dynamique de la courbe de rendement, la formulation mathématique, la formulation du problème, les points de colonne vertébrale, la routine d'optimisation et les exemples analytiques.
Enfin, l'orateur discute de l'extension du code existant pour le début d'une courbe et de l'inclusion d'instruments supplémentaires. L'importance pratique de l'élaboration d'un cadre de couverture pour comprendre les impacts des différentes interprétations est soulignée. La vidéo explique l'importance des multi-courbes et leur relation avec les probabilités de défaut et les prévisions. Il conclut en démontrant le code Python pour implémenter et étendre le cadre existant pour gérer les multi-courbes. En tant que devoir, le public est chargé d'étendre le code existant pour une nouvelle courbe et d'incorporer une couche supplémentaire d'une courbe à terme basée sur six mois, trois mois et les instruments de marché disponibles.
La vidéo explique comment calculer le juste prix d'un passif non garanti qui tient compte des probabilités de défaut. Cela implique de construire une courbe correspondant à un terme spécifique au-dessus d'une courbe d'actualisation. La vidéo montre le calcul d'obligations à coupon zéro sans risque et d'une obligation à coupon zéro basée sur une prime de risque supplémentaire, représentant le facteur d'ajustement de la courbe. En outre, la tarification d'un swap de taux d'intérêt est discutée, combinant les concepts de passif risqué et le taux du swap d'indice au jour le jour. L'approximation des prix consiste à calculer l'espérance du LIBOR à terme sous la mesure de martingale correspondante.
Pour conclure, l'enseignant rappelle l'importance de la construction des courbes de taux, multi-courbes, et leurs implications pratiques en ingénierie financière. Le cours couvre divers aspects tels que l'étalonnage des courbes, la couverture, la probabilité de défaut, la tarification des dérivés avec risque de crédit et la mise en œuvre de multi-courbes en Python. En étendant le code existant et en incorporant des instruments supplémentaires, les étudiants sont mis au défi d'approfondir leur compréhension des multi-courbes et d'acquérir une expérience pratique de l'étalonnage des courbes et des aspects de tarification dans un cadre multi-courbes.
Cours d'Ingénierie Financière : Cours 7/14, partie 1/2, (Swaptions et taux d'intérêt négatifs)
Cours d'Ingénierie Financière : Cours 7/14, partie 1/2, (Swaptions et taux d'intérêt négatifs)
La conférence commence par un examen des sujets précédents, y compris les swaps, les taux d'intérêt, la construction de la courbe de rendement et la tarification des produits de base. Il progresse ensuite vers des sujets plus avancés : la tarification des swaptions et la tarification sous taux d'intérêt négatifs. Les swaptions, qui dépendent de la volatilité, sont explorées, ainsi que les options sur les taux d'intérêt telles que les couplets et les taux de flux.
Le concept de caplet est présenté comme une option européenne qui joue un rôle dans le calibrage du modèle Hull-White. Les caplets sont utilisés dans les modèles dépendant du chemin et nécessitent un étalonnage pour les instruments du marché. Le conférencier discute du modèle Black-76 pour la tarification des caplets et fait la distinction entre les équations de Black-Scholes et les équations de Black pour les taux d'intérêt à terme. La surface de volatilité implicite pour les taux d'intérêt et la tarification des dérivés exotiques est brièvement mentionnée comme sujet pour un cours futur.
La conférence se penche sur l'étalonnage des paramètres pour le modèle entièrement blanc en utilisant les prix du marché pour les coupleurs. Les volatilités implicites utilisant le modèle de Black sont introduites et utilisées dans le processus d'étalonnage. La distinction entre la volatilité implicite de Black et la volatilité implicite du modèle est soulignée. Le cours couvre la formule d'une bibliothèque dépendante de deux obligations nulles et sa substitution dans la tarification. Une nouvelle grève est définie pour supprimer les composants constants ou dépendant du temps en dehors de l'attente, permettant l'exploration de la dynamique ou des distributions sous la mesure TK.
La tarification des swaptions est discutée en relation avec la tarification des obligations à coupon zéro dans un modèle à coupon zéro. La différence réside dans le calendrier des paiements, les obligations à coupon zéro payant au début et les swaptions à la fin. Le cours introduit le concept de conditionnement sur un champ de signal et utilise la définition d'un compte de service monétaire pour résoudre ce problème. Cela conduit à une expression du prix de la swaption comme l'espérance du ratio de deux comptes de services monétaires dans le cadre de la mesure à terme.
La conférence explore en outre la relation entre les caplets, les obligations et les options sur les obligations à coupon zéro. Le modèle Black-Scholes est utilisé pour le calcul des volatilités implicites, avec étalonnage périodique des paramètres du modèle. La conférence met l'accent sur l'importance de choisir correctement les dates de simulation et de faire correspondre les mesures et les attentes dans la tarification des options.
La génération de sourires de volatilité implicite à l'aide de produits de taux d'intérêt et d'options de tarification sur des obligations à coupon zéro est discutée. Le code est inspecté pour garantir des évaluations précises, et une comparaison est effectuée entre les obligations à coupon zéro à courbe de rendement dérivées du marché et dérivées d'un modèle. La tarification des options sur les obligations à coupon zéro, y compris les options de vente, est couverte et des expériences sont réalisées pour analyser l'impact de la volatilité et des versions de modèles sur la tarification.
La conférence présente un processus d'itération pour trouver la volatilité implicite qui satisfait la contrainte d'égalité de la valeur marchande et du prix Black '76 pour une option. Des grilles de différents niveaux de volatilité sont définies et interpolées comme point de départ pour Newton-Raphson. L'impact du paramètre de réversion moyenne sur les volatilités implicites est discuté, avec une recommandation pour le fixer tout en calibrant le paramètre de volatilité. Les paramètres dépendant du temps sont mis en évidence pour des considérations XVA.
Les limites de l'ajout de la volatilité stochastique au modèle HJM dans la tarification des dérivés sont abordées, y compris l'impact sur le biais de volatilité implicite et les défis d'étalonnage. La conférence met en évidence l'importance de la composante annuité dans les swaps et la nécessité d'en tenir compte lors d'un changement de mesure. Comprendre les swaps de taux d'intérêt et améliorer les modèles tout en maintenant l'efficacité des calculs est crucial en raison de leur prévalence dans les institutions financières.
La tarification des swaps est axée sur l'hypothèse d'une courbe unique. La valeur d'un swap dépend de deux versements, initialement et à la fin, et peut être représentée comme la différence de deux composantes nulles avec le prix d'exercice multiplié par l'annuité. La tarification au pair est expliquée, où la grève est choisie pour rendre la valeur nulle, ce qui n'entraîne aucun paiement en espèces. La volatilité est nécessaire pour évaluer les produits dérivés exotiques, nécessitant un calibrage aux instruments du marché.
L'utilisation des swaptions dans l'ingénierie financière pour évaluer la volatilité du marché est discutée. Les swaptions sont des produits dérivés européens qui donnent au détenteur le droit, mais non l'obligation, de conclure un swap à une date future prédéterminée. Le prix d'exercice de la swaption détermine si le détenteur sera payeur ou receveur du swap. En substituant la définition du swap, l'équation d'évaluation des swaptions est dérivée et le numérateur de l'équation est identifié comme un candidat approprié pour un changement de mesure. Cela permet d'annuler la composante rente et de simplifier l'équation.
L'orateur explique l'utilisation des mesures d'annuité et du mouvement brownien géométrique pour calculer les prix des swaptions, en supposant que les taux de swap ne peuvent pas être négatifs. La mesure de la rente est considérée comme un choix approprié pour la mesure, et selon cette mesure, le swap doit être une martingale. L'équation de Black-Scholes est introduite comme modèle de tarification pour les swaptions. Cependant, l'orateur reconnaît qu'en pratique, les swaps peuvent avoir des valeurs négatives, ce qui peut poser des problèmes pour l'équation de tarification. Ils mentionnent qu'une solution à ce problème sera présentée plus tard dans la conférence. Le but ultime est de déterminer le prix selon le modèle BlueWise, qui sera utilisé pour la simulation dans les futures conférences.
Le conférencier discute de la formulation d'un swap en termes d'obligations à coupon zéro et comment il peut être redéfini comme une somme unique d'obligations à coupon zéro avec des poids différents. Cette formulation s'avère pratique lors de la recherche d'une solution pour les options de tarification sous une dynamique entièrement blanche. La conférence couvre le processus de changement de la mesure d'une mesure neutre au risque à une mesure associée à une obligation à coupon zéro, ce qui aide à relever le défi de la tarification d'un swap. Le Jambchidian Flick est présenté comme une technique pour échanger l'attente du maximum d'une somme avec une somme d'attentes, une étape cruciale dans la recherche d'une solution de forme fermée pour la tarification des swaptions. Cette méthode aide à simplifier le processus de tarification et à obtenir des résultats précis.
La discussion de l'instructeur souligne l'importance de comprendre et d'évaluer efficacement les swaptions, car elles fournissent des informations précieuses sur la volatilité du marché. La capacité d'évaluer et de tarifer avec précision ces dérivés contribue à une prise de décision éclairée et à la gestion des risques sur les marchés financiers.
La conférence couvre divers sujets avancés liés à la tarification dans le contexte des swaptions et des taux d'intérêt négatifs. Il explore les subtilités de l'étalonnage des modèles, de la détermination des volatilités implicites et de la compréhension des nuances des différentes approches de tarification. Le conférencier souligne l'importance de sélectionner soigneusement les paramètres, de faire correspondre les mesures et les attentes, et de tenir compte des limites et des défis associés à la tarification des dérivés dans des environnements financiers complexes.