Comprendre les enjeux du trading haute fréquence

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1 Comprendre les enjeux du trading haute fréquence Charles-Albert Lehalle 1, Frédéric Abergel 2, Mathieu Rosenbaum 3 1 Capital Fund Management 2 École Centrale Paris 3 Université Pierre et Marie Curie (Paris 6) 12 Décembre 2013 Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 1

2 Outline 1 L émergence d une nouvelle microstructure Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 2

3 Outline De nouveaux participants Des marchés fragmentés 1 L émergence d une nouvelle microstructure De nouveaux participants Des marchés fragmentés Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 3

4 De nouveaux participants Des marchés fragmentés L émergence d une nouvelle microstructure La négociation a lieu sur un réseau de plateformes hétérogènes. Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 4

5 De nouveaux participants I De nouveaux participants Des marchés fragmentés 1 La régulation a permis la compétition entre les plateformes et pousse vers le trading multilatéral, 2 les MTFs se développèrent dans le cadre d une approche one size fits all, 3 en quête de fournisseurs de liquidité, ils offrent des rabais, 4 la technologie de l arbitrage statistique rencontre le market making automatisé pour produire le trading haute fréquence (THF). 5 Puisque les THF fournissaient de la liquidité à des prix compétitifs, les intermédiaires durent mettre en place des Smart Order Router (sous la pression de MiFID qui a fait le choix d une compétition à deux niveaux). 6 Les SOR poussent à une colocalisation géographique des acteurs (concentration à Londres). 7 Cette augmentation soudaine de complexité (et un manque de recul) a effrayé certains participants (suspectant que les profits des THF se faisaient à leur dépend). Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 5

6 De nouveaux participants II De nouveaux participants Des marchés fragmentés 8 Les plateformes offrant l anonymat se développèrent sous le prétexte de réduire la fuite d information (naissance des Dark Pools européens), 9 En réaction, les marchés fournirent des fonctionnalités d internalisation et les intermédiaires ouvrirent des Broker Crossing Networks. 10 Des coûts fixes élevés (et des responsabilités inégales) dans un contexte très compétitif conduisent à des fusions (LSE + Turquoise, BATS + Chi-X, ICE + Nyse, Euronext +?, etc) sans toutefois diminuer le nombre de carnets d ordres ; 11 Les marchés deviennent des vendeurs et opérateurs de technologie. Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 6

7 Des marchés fragmentés De nouveaux participants Des marchés fragmentés La fragmentation est avant tout visible en terme de flux de transactions, mais est aussi significative en terme de protocoles de communication, de types d ordres et de mécanismes d appariement. Mais cela augmente le choix de l investisseur. Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 7

8 Outline Un paradoxe classique en optimisation Le rôle des market makers 1 L émergence d une nouvelle microstructure 2 Un paradoxe classique en optimisation Le rôle des market makers 3 4 Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 8

9 Un paradoxe classique en optimisation Un paradoxe classique en optimisation Le rôle des market makers Plus un problème a de paramètres, plus efficace sera l optimum. Mais il sera plus difficile à trouver. Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 9

10 Un paradoxe classique en optimisation Un paradoxe classique en optimisation Le rôle des market makers Plus un problème a de paramètres, plus efficace sera l optimum. Mais il sera plus difficile à trouver. Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 9

11 Un paradoxe classique en optimisation Un paradoxe classique en optimisation Le rôle des market makers Plus un problème a de paramètres, plus efficace sera l optimum. Mais il sera plus difficile à trouver. Simultanément, une littérature sur l optimisation de la négociation a vu le jour : grâce à cela, un investisseur peut désormais acheter ou vendre de grands nombres de lots en minimisant son impact (et avec une majorité d ordres apporteurs de liquidité). De même, des techniques de recherche de liquidité automatisée sur des grands nombres de plateformes (dont certaines anonymes) sont développées (les problématiques de market making ont aussi été adressées. La notion même de liquidité a changé. Une approche dynamique est désormais nécessaire. Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 9

12 Le rôle des market makers Un paradoxe classique en optimisation Le rôle des market makers Le market making est facile à comprendre dans un contexte bilatéral : Chaque market maker peut entretenir une relation spécifique avec chacun de ses clients, Il répond donc aux sollicitations en fonction de sa contrepartie, Ce qui lui donne une protection contre la sélection adverse. Dans un contexte multilatéral, les spécialistes du Nyse, et aujourd hui les DMM héritent d une partie de ces avantages. La structure de marché d aujourd hui est en faveur du trading multilateral. Dans un tel contexte, comment les market makers peuvent-ils se protéger de la sélection adverse sans connaître ses contreparties et en ayant à faire la publicité de leurs prix? Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 10

13 Quelques chiffres Un paradoxe classique en optimisation Le rôle des market makers Source : Reuters Market Shares Report, Sept Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 11

14 Outline Problèmes récents La complexité augmente le risque Des standards et des normes Une meilleure connaissance du PFP 1 L émergence d une nouvelle microstructure 2 3 Problèmes récents La complexité augmente le risque Des standards et des normes Une meilleure connaissance du PFP 4 Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 12

15 Problèmes récents Problèmes récents La complexité augmente le risque Des standards et des normes Une meilleure connaissance du PFP Depuis le 2010-Jan - SEC Issues Concept Release Seeking Comment on Structure of Equity Markets May - The Flash Crash 2010-November - LSE glitch 2011-June - Chi-X Europe glitch 2011-July - Four glitches in a month for Euronext 2011-November - Australian Stock Exchange glitch 2011-December - Chi-X Australia glitch 2012-March - BATS IPO glitch 2012-June - Euronext glitch 2012-Aug - Knightmare on wall street 2013-April - The Hash Crash 2013-Aug - Goldman Sachs marker-making outage 2013-Aug - China : the Everbright fat finger 2013-Sept - NASDAQ SIP glitch The 1962 Flash Crash... Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 13

16 Problèmes récents Problèmes récents La complexité augmente le risque Des standards et des normes Une meilleure connaissance du PFP Depuis le 2010-Jan - SEC Issues Concept Release Seeking Comment on Structure of Equity Markets May - The Flash Crash 2010-November - LSE glitch 2011-June - Chi-X Europe glitch 2011-July - Four glitches in a month for Euronext 2011-November - Australian Stock Exchange glitch 2011-December - Chi-X Australia glitch 2012-March - BATS IPO glitch 2012-June - Euronext glitch 2012-Aug - Knightmare on wall street 2013-April - The Hash Crash 2013-Aug - Goldman Sachs marker-making outage 2013-Aug - China : the Everbright fat finger 2013-Sept - NASDAQ SIP glitch The 1962 Flash Crash... Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 13

17 La complexité augmente le risque Problèmes récents La complexité augmente le risque Des standards et des normes Une meilleure connaissance du PFP Avec la fragmentation, la complexité du processus de négociation a augmenté, ainsi que le nombre de protocoles informatiques différents (et des problèmes de brevets, des sources de données et des types d ordres (puisqu ils sont utilisés comme différentiateurs commerciaux), Simultanément, le niveau des exigences des utilisateurs a augmenté, et les bugs et dysfonctionnements ont mis à jour un manque de maturité de nombreux acteurs. Pourtant, les autres industries (automobile et aérospatiale) savent comment développer et passer en production des logiciels fiables (cf. par exemple le site web du SEI CMM-I). Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 14

18 Des standards et des normes Problèmes récents La complexité augmente le risque Des standards et des normes Une meilleure connaissance du PFP Les domaines à couvrir des normes pour le développement des moteur d appariement, un ensemble de standards guidant le cycle de vie des systèmes de trading (leur architecture, leur développement, les tests, la maintenance ; dans l esprit des guidelines de l EMSA) à un niveau européen sera bénéficiaire. Particulièrement en ce qui concerne les market makers ou les participants contribuant à une part significative du trading. Le cycle de développement des systèmes de trading devrait être certifié par des organismes indépendants. Les phénomènes émergents sont plus difficiles à maîtriser, mais ils ne sont pas majoritaires dans la liste précédente. Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 15

19 Une meilleure connaissance du PFP Problèmes récents La complexité augmente le risque Des standards et des normes Une meilleure connaissance du PFP Un des avantages des THF est une compréhension profonde des règles et des types d ordres, Simplifier les règles peut être une solution, La formation, permettant de mieux comprendre le processus de formation des prix (PFP) est importante. La complexité du PFP ne provient pas que de la fragmentation, mais aussi des interdépendances entre les produits (cf. la financiarisation du marché des matières premières : ne regarder qu à un seul endroit à la fois ne peut pas suffire. De toute façon, la notion même de simultanéité est illusoire : si deux événements se produisent simultanément en A et en B, un observateur proche de A les verra se produire dans un ordre différent d un observateur proche de B. Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 16

20 Outline 1 L émergence d une nouvelle microstructure Les effets du THF : vue générale à travers des métriques simples Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 17

21 Les effets du THF à travers des métriques simples Quelle défaillance du marché? L intense débat actuel suggère que le THF a pour conséquence une déficience du marché. Si cette déficience est constatée, il est alors possible d y remédier grâce à la régulation. Cependant, jusqu à aujourd hui, cette défaillance n a pas vraiment été identifiée de manière claire et scientifique. En effet, lorsque l on étudie les quantités traditionnelles pour évaluer l efficience du marché : liquidité, volatilité et qualité du processus de formation des prix, les travaux empiriques semblent s accorder sur les conséquences plutôt bénéfiques du THF. Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 18

22 Les effets du THF à travers des métriques simples Des quantités difficiles à définir et mesurer Cependant, la liquidité, la volatilité et la qualité du processus de formation des prix sont des concepts complexes et fragiles. La liquidité est la capacité d un investisseur à traiter une quantité donnée de titres rapidement et à un coût raisonnable. Il est donc difficile de construire une métrique universelle pour mesurer la liquidité. Les approximations les plus courantes sont basées sur le spread bid-ask et différentes mesures d impact, en utilisant des procédures économétriques parfois discutables. Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 19

23 Les effets du THF à travers des métriques simples Des quantités difficiles à définir et mesurer La volatilité n est une notion bien définie que dans un cadre stationnaire ou dans des modèles spécifiques. Cependant, elle est souvent mesurée sans vérifier la validité des méthodes statistiques utilisées. De telles pratiques peuvent bien sûr conduire à des résultats faussés. Le concept de qualité du processus de formation des prix est évidemment très abstrait et ne peut se mesurer que de manière bruitée. Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 20

24 Les effets du THF à travers des métriques simples Coût du trading Enfin, pour un investisseur, le concept important est celui de coût du trading. Cette notion est bien sûr liée aux mesures traditionnelles de liquidité mais inclut d autres composantes comme la volatilité. En particulier, il est évident que les investisseurs importants et les acheteurs ou vendeurs marginaux, ont des idées très différentes sur ce que signifie le terme liquidité. Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 21

25 Recommandation Utilisation de méthodes statistques modernes et de modèles pour les coûts du trading Des méthodes statistiques modernes doivent être utilisées dans l analyse des données de marché afin d évaluer les conséquences du THF. De plus, il est important de développer des modèles où liquidité et volatilité sont considérées de manière jointe afin de mesurer les coûts du trading pour divers investisseurs. En particulier, l influence du THF sur les investisseurs traditionnels importants devrait être étudiée plus en détail. Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 22

26 Saturation du THF Aujourd hui, le THF est considéré comme ayant plusieurs conséquences positives sur le marché, notamment en raison de la concurrence qu il engendre. Mais c est aussi une course aux armements où il faut être le plus rapide : co-location, utilisation de micro-ondes... Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 23

27 Saturation du THF Cette concurrence en vitesse n apporte probablement plus d externalité positive aux investisseurs traditionnels. Par ailleurs, il coûte de plus en plus cher de faire du THF et les nouvelles entreprises de THF ont une durée de vie très limitée. Si seules quelques entreprises de THF survivent à cette concurrence en vitesse, les bénéfices pour les investisseurs classiques disparaitront et les coûts du trading augmenteront. Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 24

28 Recommandation de Larry Harris Une latence aléatoire pour tous les ordres Ajouter un délai aléatoire (de quelques millisecondes) à tout ordre entrant dans le moteur d appariement d une place de marché. Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 25

29 De la concurrence en vitesse à la concurrence en prix Ainsi, une société de THF ayant un avantage technologique d une milliseconde par rapport à son concurrent le perdrait totalement si l ordre de grandeur de l aléa était d une dizaine de millisecondes. Ceci permettrait d éviter la création de deux catégories de participants informés : les ultra-rapides et les plus lents, accèdant seulement à la liquidité non utilisée par les premiers. Par ailleurs, en réduisant les coûts d entrée, le THF resterait un domaine compétitif, avec une concurrence sur les prix et non sur la vitesse. Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 26

30 Le tick comme une barrière Si l on pense que le THF est un problème, on peut se demander pourquoi le marché n a pas été capable de résoudre ce problème de lui-même. Les participants de marché font face à un paramètre extérieur sur lequel ils ne peuvent pas avoir d influence : le tick. Le tick a un impact très important sur la microstructure du marché. Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 27

31 Petit tick vs grand tick Petit tick : attire certains traders HF qui peuvent changer marginalement le prix de leurs ordres afin d être prioritaire dans le carnet. Ceci rend les carnets très instables et décourage les market makers traditionnels qui ont des difficultés pour fixer leurs prix. Cela peut avoir des conséquences économiques graves, en particulier pour les sociétés à faible ou moyenne capitalisation qui pourraient ne plus être côtées par certains market makers dans un marché aussi défavorable. Grand tick : coûts élevés pour les investisseurs pour obtenir de la liquidité et empêche les mouvements de prix. Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 28

32 Trois questions sur le tick Qui doit fixer la valeur du tick? Quelle situation voulons-nous atteindre en changeant éventuellement le tick? Comment choisir le tick? Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 29

33 Qui doit fixer la valeur du tick? Une réponse naturelle : les gérants des sociétés émettant les titres. Ils pourraient en effet changer la valeur du tick lorsqu ils estiment que la liquidité présente sur leur titre n est pas satisfaisante. Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 30

34 Recommandation Des tick choisis par les émetteurs Les conséquences du choix du tick par les émetteurs devraient être étudiées. Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 31

35 Qui doit fixer la valeur du tick? Les régulateurs ou les places de marché sont d autres candidats naturels. Cependant, il n est probablement pas souhaitable que les places de marché fixent à leur guise la valeur du tick. En effet, l analyse du THF doit toujours se faire conjointement à celle de la fragmentation. En particulier, il est probablement peu raisonnable d avoir des ticks différents pour un même actif côté sur plusieurs plateformes. Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 32

36 Recommandation Des ticks égaux sur toutes les places de marché Le tick d un actif devrait être le même sur toutes les plateformes de trading. Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 33

37 Recommandation Sur la situation à atteindre après un changement de tick, nous suggérons les conditions pragmatiques suivantes : Une microstructure optimale Les ticks devraient être fixés de telle sorte que : L ordre de grandeur du spread bid-ask soit entre un et deux ticks. Les (petits) ordres marché et ordres limite aient environ le même coût. Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 34

38 Mesurer les coûts du trading La recommandation précédente implique de disposer d un outil permettant de mesurer les coûts des ordres marché et des ordres limite. Des approches quantitatives récentes fournissent un tel outil. Dans le modèle de Dayri et R., ces coûts sont fonction d un unique paramètre η. Ce paramètre synthétise l ensemble des propriétés microstructurelles d un actif et peut être estimé très facilement sur les données de marché. Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 35

39 Coût des ordres et volatilité par trade De ce modèle découle une relation entre le coût des ordres et la volatilité par trade : ηα = σ M + c. Cette relation peut être testée en pratique pour valider le modèle. Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 36

40 Nuage (ηα M, σ) Dax DJ EURO BUS5 CL Bobl Bund Schatz Eurostoxx SP CL Dax EURO σ SP Bund 500 Eurostoxx DJ BUS5 Bobl Schatz ηα M Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 37

41 Comment choisir le tick? Croyance classique : il est impossible de prévoir ex-ante les conséquences d un changement de la valeur du tick sur la microstructure d un actif. Ainsi, on considère souvent que les ticks doivent être choisis par tâtonnement. En utilisant l approche de Dayri et R., on peut prédire ex ante la valeur de η après un changement de tick. Cela signifie que nous sommes capables de prévoir les caractéristiques microstructurelles d un actif après changement de tick, et donc les nouveaux coûts de trading. Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 38

42 Test sur le Bobl α=5 α = 10 linear concave η day Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 39

43 Recommandation Tick optimal Les conséquences d un changement de tick devraient être analysées grâce aux approches stochastiques récentes sur le sujet. De telles approches devraient également être utilisées afin de déterminer la valeur optimale du tick. Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 40

44 Recommandation Utilisation de méthodes avancées en régulation Il est de la responsabilité du régulateur de favoriser l utilisation d approches modernes et sophistiquées pour résoudre les problèmes complexes liés au THF. Il est également de sa responsabilité de donner un véritable pouvoir aux chercheurs externes et aux spécialistes des marchés lors des comités d experts. Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 41

45 Conclusion Alvin Roth, Nobel Prize in Economic Sciences Market design involves a responsibility for detail, a need to deal with all of a market s complications, not just its principle features. Designers therefore cannot work only with the simple conceptual models used for theoretical insights into the general working of markets. Instead, market design calls for an engineering approach. Charles-Albert Lehalle, Frédéric Abergel, Mathieu Rosenbaum Comprendre les enjeux du trading haute fréquence 42