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| Directeur de thèse | Hélyette GEMAN |
| Président du jury | Marc YOR, Professeur Université Paris VI, membre de l’Académie des Sciences |
| Rapporteurs | Bjarne Astrup JENSEN, Professeur, Copenhagen Business School Bertrand MUNIER, Professeur, ENSAM Paris |
| Suffragants | Dilip MADAN, Professeur à l’Université de Maryland Jean MATHIS, Professeur à l’Université Paris Dauphine |
Mention Très Honorable avec félicitations du jury – Proposition pour prix de thèse
Cette thèse a été réalisée dans l’objectif d’apporter une meilleure compréhension de la formation et du comportement des prix de matières premières, en vue de proposer des modèles adéquats pour évaluer et couvrir des instruments dérivés. Partant du constat que la relation inverse entre la volatilité du prix d’une matière première et le niveau de son stock global est souvent postulée dans la littérature sans n’avoir jamais fait objet d’une vérification empirique directe, le chapitre deux consiste à construire des bases de données de stocks mondiaux et américains du soja, et à les utiliser pour tester cette relation. Inspiré par les résultats obtenus, l’exercice suivant consiste à démontrer que la prise en compte du niveau du stock mondial permet de mieux modéliser la structure par terme des prix du soja, à travers une construction de modèles à deux et à trois facteurs. Le chapitre trois vérifie empiriquement des faits stylisés concernant la surface de volatilités implicites des produits énergétiques, notamment « l’effet de levier inversé ». Le chapitre quatre développe un modèle général d’évaluation d’options pour incorporer différentes caractéristiques réalistes du comportement des prix de matières premières telles que décrites dans la littérature récente, et propose une étude empirique, dans le cas du gaz naturel, sur leurs mérites respectifs en termes d’évaluation et de couverture d’options. Le dernier chapitre a pour objectif de tester et d’estimer des relations de cointégration entre les prix au comptant et à terme de manière séparée pour chacune des maturités, et entre les niveaux des stocks de six métaux industriels.
Mots clés
Rareté; Effet de levier inversé ; Volatilité stochastique ; Sauts ; Cointégration
On the pricing and hedging of commodity derivatives
The main goal of this thesis is to characterize the behavior of commodity prices and to apply these results to the pricing and hedging of commodity derivatives. Although the literature refers to the fact that price volatility increases as the inventory decreases as a consequence of the theory of storage, this observation has so far been only documented by using a proxy for inventory. Chapter 2 involves the building of world and US soybean inventories in order to provide a direct test for the aforementioned relationship. Following the results of this test, two- and three-factor models are developed, the third factor being "scarcity" the inverse of the inventory level. The superiority of the three-factor model demonstrates the central role played by inventory in explaining the shape and the dynamics of the soybean forward curve. Chapter 3 provides empirical evidence of the "reverse leverage effect", the "maturity effect", and the "convexity effect", which are the main features of energy commodity volatility smiles. The contribution of Chapter 4 is two-fold. First of all, a nearly closed-form commodity futures option model is developed to include the majority of the realistic features documented in the commodity literature. Secondly, the relative merits of modeling each of these features are empirically examined by applying the above model and its special cases to natural gas option prices. The last chapter is concerned with testing and estimating cointegration relationships between spot and futures prices for separate maturities of six industrial metals, as well as those between their inventories.
Key Words : Scarcity-related volatility; Reverse leverage effect; Stochastic volatility; Random jumps; Cointegration