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Modélisation ARMA des rentabilités financières

Box et Jenkins : l’identification

Modélisation ARMA des rentabilités financières
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Modélisation ARMA des rentabilités financières

Chapitre 11 : Box et Jenkins — l’identification

Auteur·rice
Affiliation

Jaouad Madkour

Faculté d’Économie et de Gestion de Tanger

Date de publication

25 septembre 2026

Avant de commencer

La démarche

Box et Jenkins (1970)

Une méthode itérative en trois temps : identifier les ordres, estimer les coefficients, valider par l’examen des résidus. Si la validation échoue, on retourne à l’identification.

Ce qui fait sa valeur

Elle ne prétend pas trouver le vrai modèle du premier coup. Elle organise un aller-retour discipliné entre le modèle et les données, avec un critère d’arrêt clair : des résidus qui sont un bruit blanc.

L’étape zéro : stationnariser

Toujours en premier

Rien avant cela

Aucune identification n’a de sens sur une série non stationnaire : les autocorrélations empiriques ne convergent alors vers rien.

La séquence
  1. Graphique de la série : tendance ? amplitude changeante ?
  2. ACF : décroissance très lente ?
  3. Test de racine unitaire : Dickey-Fuller augmenté, complété par KPSS.
  4. Si nécessaire : logarithme, puis différence première.
Sur les rentabilités

Le travail est déjà fait : r_t = \Delta\ln P_t est stationnaire en moyenne. On passe directement à l’identification.

Identifier par ACF, PACF

La table, en usage

Rappel de la règle de lecture
Modèle ACF PACF
AR(p) décroît coupe après p
MA(q) coupe après q décroît
ARMA(p,q) décroît décroît
Deux lectures concrètes

Trois pics significatifs sur la PACF, une ACF qui s’estompe régulièrement : AR(3).

Un seul pic sur l’ACF, une PACF qui décroît en alternant : MA(1) avec \beta<0.

Les pièges de la lecture

Quatre erreurs fréquentes
  • Le pic isolé au loin. Un dépassement au retard 17 sans structure autour : sur 20 retards à 5 %, un dépassement est attendu par hasard.
  • La coupure floue. Sur données réelles, l’ACF ne tombe jamais exactement à zéro. Il faut juger de la rupture, pas de la nullité.
  • La saisonnalité. Des pics aux retards 12, 24, 36 sur données mensuelles ne relèvent pas d’un ARMA ordinaire mais d’un modèle saisonnier.
  • Le sur-diagnostic. Devant l’ambiguïté, on est tenté d’augmenter les ordres. C’est l’inverse qu’il faut faire : partir petit.

La règle pratique

Comment procéder

L’ACF et la PACF ne désignent pas un modèle : elles désignent une liste courte de candidats. On les estimera tous, et l’on tranchera par les critères d’information et la validation.

L’autocorrélation étendue

Le problème qu’elle résout

Le cas mixte

Pour un ARMA(1,1), ACF et PACF décroissent toutes deux : aucune ne coupe, aucune ne livre d’ordre. Il faut un instrument conçu pour ce cas.

Le principe

EACF (Tsay et Tiao, 1984)

Pour chaque ordre autorégressif i essayé, on filtre la partie AR de la série par régressions successives, puis on examine l’ACF du résidu obtenu. Si i est le bon ordre AR, ce résidu est un MA pur, dont l’ACF coupe après q.

Autrement dit

On retire l’autorégression pour ne laisser que la moyenne mobile — dont l’ordre, lui, se lit sans difficulté.

Lire le tableau

On dresse une table à double entrée : lignes $i = $ ordre AR, colonnes $j = $ ordre MA. On y inscrit \times si l’autocorrélation correspondante est significative, \circ sinon.

Le triangle de zéros — ici un ARMA(1,1)
AR \backslash MA 0 1 2 3 4
0 \times \times \times \times \times
1 \times \circ \circ \circ \circ
2 \times \circ \circ \circ \circ
3 \times \times \circ \circ \circ
La règle

On repère le sommet du triangle de \circ : sa ligne donne p, sa colonne donne q. Ici, sommet en (1,1) : ARMA(1,1).

Ce qu’il faut en penser

Un outil utile, mais pas un oracle

Sur données réelles, le triangle est rarement net : quelques \times traînent à l’intérieur. L’EACF sert à restreindre la liste des candidats, non à désigner le modèle. La décision se prend au chapitre 12.

Une liste de candidats

La méthode complète

Ce que produit l’étape d’identification

Non pas un modèle, mais trois à cinq candidats plausibles — par exemple : AR(1), MA(1), ARMA(1,1), ARMA(2,1).

Sur les rentabilités, la liste est courte

Les corrélogrammes des rentabilités quotidiennes montrent le plus souvent une ACF et une PACF entièrement contenues dans les bandes. Le candidat naturel est donc… le bruit blanc, ARMA(0,0). C’est un résultat, pas un échec — et le chapitre 14 en tirera les conséquences.

Synthèse

Ce qu’il faut retenir

L’essentiel du chapitre 11
  • Box et Jenkins : stationnariser, identifier, estimer, valider — avec retour en arrière.
  • L’identification repose sur la table ACF/PACF : coupure de l’ACF \to q, coupure de la PACF \to p.
  • Pour les modèles mixtes, ni l’une ni l’autre ne coupe : on recourt à l’EACF et à son triangle de zéros.
  • Les pièges : pic isolé, coupure floue, saisonnalité, tentation du sur-diagnostic.
  • L’identification produit une liste de candidats, pas une réponse.
Vers le chapitre 12

Il faut donc un critère chiffré pour départager ces candidats — un critère qui récompense l’ajustement et pénalise la complexité.

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Ressources du chapitre

  • Diapositives
  • Polycopié du chapitre
  • Exercices corrigés
  • Application interactive
  • — Vidéo
  • QCM (bientôt)

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