Français 
English | Directeur de thèse | Pierre-Noël GIRAUD, Professeur à l’école des Mines de Paris |
| Président du jury | Yves SIMON, Professeur Université Paris Dauphine |
| Rapporteurs | Mondher BELLALAH, Professeur à l’université du Mans Michel LEVASSEUR, Professeur à l’université de Lille III |
| Suffragants | Alain GALLI, Maître de Recherches, Ecole Nationale Supérieure des Mines Hélyette GEMAN, Professeur à l’université Paris Dauphine Francis GIRAULT, Directeur Stratégie et Développement ELF-AQUITAINE |
Mention Très honorable avec félicitations du jury – Proposition pour prix de thèse et publication
Résumé :
Cette thèse a été réalisée pour répondre à la question suivante : les informations apportées par les marchés à terme de commodités et les techniques de couverture qu’ils proposent peuvent-elles servir à valoriser un gisement pétrolier et décider de sa date d’exploitation ?
Les travaux ont donc été centrés sur la valorisation d’un baril de pétrole pour une échéance lointaine de livraison. Pour y parvenir, un modèle de structure par terme des prix des commodités a été employé. Plusieurs étapes ont successivement été abordées. Les théories traditionnelles des prix des commodités ont d’abord été explorées, afin de comprendre les relations entre prix au comptant et prix à terme. Les principaux modèles de structure par terme des prix des commodités ont ensuite été étudiés. A ce stade des travaux, le constat suivant a été établi : si les théories traditionnelles constituent le fondement théorique de l’élaboration d’un modèle de structure par terme des prix, tous les enseignements de ces théories n’ont cependant pas été exploités ; le comportement asymétrique de la base a des implications sur le comportement dynamique du convenience yield ignorées à ce jour.
Partant de ce constat, un modèle de structure par terme des prix des commodités, dans lequel le convenience yield a un comportement asymétrique, a été développé. Ce modèle a été comparé aux deux modèles les plus employés dans le domaine des commodités. Ses performances ont été testées en employant un filtre de Kalman. Les résultats obtenus laissent penser que l’hypothèse d’asymétrie du convenience yield est vérifiée, bien que la méthode d’estimation des paramètres du modèle doive être améliorée.
La troisième partie de la thèse est consacrée à l’étude de projets d’investissement. L’apport des modèles de structure par terme des prix dans ce type d’analyse est mis en évidence à partir d’une comparaison avec les méthodes traditionnellement employées pour valoriser un gisement et décider de sa date de mise en exploitation.
Cette thèse a été réalisée pour répondre à la question suivante : les informations apportées par les marchés à terme de commodités et les techniques de couverture qu’ils proposent peuvent-elles servir à valoriser un gisement pétrolier et décider de sa date d’exploitation ?
Les travaux ont donc été centrés sur la valorisation d’un baril de pétrole pour une échéance lointaine de livraison. Pour y parvenir, un modèle de structure par terme des prix des commodités a été employé. Plusieurs étapes ont successivement été abordées. Les théories traditionnelles des prix des commodités ont d’abord été explorées, afin de comprendre les relations entre prix au comptant et prix à terme. Les principaux modèles de structure par terme des prix des commodités ont ensuite été étudiés. A ce stade des travaux, le constat suivant a été établi : si les théories traditionnelles constituent le fondement théorique de l’élaboration d’un modèle de structure par terme des prix, tous les enseignements de ces théories n’ont cependant pas été exploités ; le comportement asymétrique de la base a des implications sur le comportement dynamique du convenience yield ignorées à ce jour.
Partant de ce constat, un modèle de structure par terme des prix des commodités, dans lequel le convenience yield a un comportement asymétrique, a été développé. Ce modèle a été comparé aux deux modèles les plus employés dans le domaine des commodités. Ses performances ont été testées en employant un filtre de Kalman. Les résultats obtenus laissent penser que l’hypothèse d’asymétrie du convenience yield est vérifiée, bien que la méthode d’estimation des paramètres du modèle doive être améliorée.
La troisième partie de la thèse est consacrée à l’étude de projets d’investissement. L’apport des modèles de structure par terme des prix dans ce type d’analyse est mis en évidence à partir d’une comparaison avec les méthodes traditionnellement employées pour valoriser un gisement et décider de sa date de mise en exploitation.
Mots clefs : Commodités, Pétrole, Convenience yield, Structure par terme, Filtre de Kalman, Théorie du déport normal,Options réelles,Théorie du stockage
Summary
The aim of this pH-D thesis is to answer the following question : Is it possible to use the information offered by the commodity futures markets and the hedging instruments they propose to value a petroleum field and decide when it is suitable to invest ? A term structure model for commodity prices is developed to value a petroleum barrel for postponed delivery.
We survey both the traditional theories of commodity prices (first part) and the main term structure models for futures prices (second part). The former allow understanding the relation between spot and futures prices and make up the theoretical foundations of the term structure models. Yet these models did not take into account one important result drawn from commodity prices theories, namely : the asymmetrical behavior of the basis has implications on the dynamic of the convenience yield.
In order to bridge this gap, we propose a model in which the convenience yield has an asymmetrical behavior. Relying on the Kalman filter methodology, we compare its performance with that of the most common model in the field : the Schwartz’s model (1997).
We reach two main conclusions. First, results tend to confirm the assumption that the dynamic of the convenience yield is asymmetrical. Second, the Kalman filter appears not to be the most convenient way to solve the inverse problem faced in term structure models of commodity prices.
In the third part, the relevance of term structure models for investment decisions is tested by applying them to an empirical case study : the valuation of a petroleum field and the optimal timing for investment and production decisions. Comparison with standard methods leads us to conclude that these methods tend to rush investment and production decisions, because they do not consider the possibility of postponing them.