Apprentissage profond
Prévision de séries financières par réseaux
- Présentation du cours
- Du modèle linéaire au neurone
- Le perceptron multicouche
- Fonctions de perte et d'activation
- La descente de gradient et ses variantes
- La rétropropagation
- Régularisation : décrochage, pénalisation, arrêt précoce
- Initialisation et normalisation
- Les réseaux convolutifs
- Les réseaux récurrents : RNN, LSTM, GRU
- L'attention et les transformeurs
- Prévision de séries financières par réseaux
- Ce que l'apprentissage profond ne résout pas
Apprentissage profond
Chapitre 10 : Prévision de séries financières par réseaux
Poser le problème correctement
Trois questions, trois difficultés
| Cible | Difficulté | Verdict empirique |
|---|---|---|
| Le signe du rendement | extrême | non exploitable après coûts |
| L’amplitude du rendement | extrême | à peine mieux |
| La volatilité | modérée | prévisible |
Si le rendement de demain était prévisible, l’information serait exploitée immédiatement et le prix s’ajusterait — annulant la prévisibilité.
C’est l’argument d’efficience, et il n’interdit pas de prévoir la volatilité : celle-ci n’est pas un profit à saisir, elle est un régime qui persiste. C’est précisément le regroupement de volatilité établi au chapitre 1 de Modélisation GARCH.
Choisir la bonne cible est plus décisif que choisir la bonne architecture.
Le protocole
Ce qui doit être irréprochable
- Rendements, pas prix — pour la stationnarité.
- Découpage chronologique : apprentissage, puis validation, puis test.
- Normalisation avec les statistiques de l’apprentissage seulement.
- Validation par fenêtre glissante, jamais par tirage aléatoire.
- Comparaison obligatoire à des références simples.
| Référence | Ce qu’elle prédit |
|---|---|
| Naïve | la dernière valeur observée |
| Moyenne historique | la moyenne de la période d’apprentissage |
| GARCH(1,1) | pour la volatilité |
| Boosting sur variables construites | le concurrent sérieux |
La règle du chapitre 6 d’Apprentissage statistique, transposée
Là-bas, le classifieur trivial obtenait 0{,}90 d’exactitude et battait le modèle.
Ici, la prévision naïve joue le même rôle. Un réseau qui ne la bat pas nettement n’a rien apporté, quelle que soit sa sophistication.
Comparer au trivial reste le premier réflexe. Il n’a pas changé de cours.
Les pièges, séries financières
Cinq erreurs qui produisent d’excellents résultats faux
- Normalisation globale — la volatilité future entre dans l’apprentissage.
- Découpage aléatoire — on apprend sur le futur.
- Variables retardées mal alignées — une donnée utilisée avant sa publication réelle.
- Biais du survivant — l’échantillon ne contient que les entreprises encore cotées.
- Coûts de transaction ignorés — une stratégie rentable brute, ruineuse nette.
Un résultat trimestriel porte sur le trimestre écoulé mais n’est publié que plusieurs semaines après.
L’utiliser à la date qu’il porte, plutôt qu’à sa date de disponibilité, donne un modèle remarquable et inutilisable. C’est la fuite la plus fréquente en finance appliquée, et la plus difficile à détecter dans un tableau de données déjà constitué.
Le symptôme qui doit alerter
Une performance nettement supérieure aux références publiées dans la littérature n’est presque jamais une découverte.
Le chapitre 6 d’Apprentissage statistique le disait de l’AUC : un résultat excellent est d’abord un soupçon. Sur données financières, cette règle vaut doublement.
Ce que la comparaison donne
Un bilan sans complaisance
| Modèle | Performance | Coût | Interprétabilité |
|---|---|---|---|
| GARCH(1,1) | référence solide | très faible | élevée |
| LSTM | comparable, parfois meilleure | élevé | nulle |
| Transformeur | rarement supérieur sur ces volumes | très élevé | nulle |
Il encode directement le fait stylisé qui compte : la volatilité persiste. Trois paramètres suffisent.
Un réseau doit apprendre cette structure à partir des données, et il n’a que quelques milliers de points pour le faire. Il redécouvre, au prix de milliers de paramètres, ce que le GARCH suppose d’emblée.
Quand une structure est connue, la coder vaut mieux que l’apprendre.
- Beaucoup de séries à la fois — un modèle unique sur des centaines d’actifs, partageant leurs régularités.
- Données non structurées — texte d’actualité, communiqués, où seuls les réseaux savent opérer.
- Haute fréquence — les volumes y deviennent suffisants.
- Relations non linéaires entre de nombreux prédicteurs hétérogènes.
Sur une série unique, quotidienne, avec quelques variables : il n’y a pas d’avantage à en attendre.
Ce qu’il faut retenir
Le résumé du chapitre
- Le signe des rendements n’est pas prévisible utilement ; la volatilité l’est.
- Protocole : rendements, découpage chronologique, normalisation sur l’apprentissage, fenêtre glissante.
- Toujours comparer à la prévision naïve et au GARCH.
- Cinq pièges : normalisation globale, découpage aléatoire, décalage de publication, biais du survivant, coûts ignorés.
- Sur une série unique et quotidienne, le GARCH reste compétitif pour une fraction du coût.
Le chapitre 11 généralise ce constat et referme le cours sur ce que l’apprentissage profond ne résout pas.
Ressources du chapitre
- Diapositives
- Polycopié du chapitre
- Exercices corrigés
- Application interactive
- — Vidéo
- QCM (bientôt)