Généralement, la physique et les systèmes financiers ne sont pas facilement associés dans l'esprit des gens. Encore, les principes et techniques issus de la physique peuvent être très efficaces pour décrire les processus qui se déroulent sur les marchés financiers. La modélisation des systèmes financiers en tant que réseaux peut grandement améliorer notre compréhension des phénomènes qui sont pertinents non seulement pour les chercheurs en économie et dans d'autres disciplines, mais aussi aux citoyens ordinaires, les organismes publics et les gouvernements. La théorie des réseaux complexes représente un cadre puissant pour étudier comment les chocs se propagent dans les systèmes financiers, identifier les signaux d'alerte précoce des crises à venir, et reconstruire les liens cachés dans les systèmes interbancaires.

Dans un article de synthèse paru sur Nature Avis Physique , plusieurs chercheurs en réseaux complexes se sont maintenant associés pour organiser et mettre à jour les connaissances dans le domaine. L'article résume plus de 15 ans de recherche véritablement interdisciplinaire, mettant en évidence comment l'approche de la physique statistique a mis en lumière diverses propriétés clés de ces phénomènes. Les auteurs représentent certains des groupes de recherche les plus actifs au niveau international dans le domaine, basé à l'IMT School for Advanced Studies Lucca, l'Université de Leyde, Université Ca' Foscari de Venise, Université de Zurich, Université Tor Vergata de Rome, University College London et la Banque d'Angleterre.

Le point de départ de l'analyse est la reconnaissance que les institutions financières sont liées entre elles dans un réseau mondial d'interactions dont la structure peut être analysée quantitativement au moyen de la théorie des réseaux, le cadre qui étudie la structure et les conséquences des relations reliant différents objets dans de grands systèmes. En réalité, le système financier peut être considéré comme un réseau dont les nœuds représentent des agents, par ex. banques de détail et d'investissement, les compagnies d'assurance, fonds d'investissement, les banques centrales mais aussi les entreprises non financières et les ménages - et dont les bords représentent les dépendances entre les nœuds.

Les modèles traditionnellement employés par les régulateurs et les décideurs considèrent des représentations beaucoup trop simples des systèmes financiers, les décrivant soit comme des ensembles d'acteurs isolés, soit comme un « mélange » homogène où chaque acteur interagit de manière égale avec tous les autres. Cependant, comme la crise de 2007-2008 l'a montré de façon dramatique, les deux représentations ne parviennent pas à fournir une description appropriée de la structure très hétérogène et entrelacée de ces systèmes, ainsi que les implications pour la société. Lorsque la crise a éclaté, les banques qui ont fait faillite ne pouvaient pas rembourser leur dette, provoquant la faillite d'autres banques, dans un effet de cascade dont la dynamique dépendait fortement des détails des schémas d'interconnexion. Les décideurs ont admis qu'ils se sentaient abandonnés par les modèles économiques traditionnels.

C'est ici que la théorie des réseaux entre en jeu, en clarifiant l'interaction entre la structure du réseau, l'hétérogénéité des caractéristiques individuelles des acteurs financiers et la dynamique de propagation des risques, en particulier la contagion, c'est-à-dire l'effet domino par lequel l'instabilité de certaines institutions financières peut se répercuter sur d'autres institutions auxquelles elles sont liées. Le risque associé est en effet « systémique », c'est-à-dire à la fois produits et affrontés par le système dans son ensemble, comme dans les phénomènes collectifs étudiés en physique. « Chaque banque détermine le taux d'intérêt des prêts à d'autres banques en fonction de leur risque individuel perçu, " explique Diego Garlaschelli, Professeur associé à l'IMT School for Advanced Studies Lucca et à l'Université de Leiden, les Pays-Bas. "Cependant, si ces banques sont à leur tour interconnectées via d'autres prêts, alors le risque réel d'un défaut collectif peut être beaucoup plus élevé. L'existence des prêts étant une question de confidentialité, il faut concevoir de nouvelles techniques pour deviner les propriétés clés des réseaux interbancaires à partir d'informations partielles. Ceci est également crucial pour les banques centrales qui s'efforcent d'effectuer des tests de résistance fiables sur le système financier. Une généralisation non triviale du cadre de la physique statistique nous a permis de relever ce défi de manière originale. »

La parution en Nature Avis Physique est une reconnaissance du fait que les réseaux financiers sont l'une des nouvelles frontières de la physique moderne; outre, il reconnaît le rôle clé joué par la physique statistique en fournissant une description mathématique de la relation entre les propriétés microscopiques et macroscopiques des systèmes composés de plusieurs parties, y compris sociales et économiques.

Les auteurs de la revue travaillent dans le domaine des réseaux financiers depuis plusieurs années. "Nos méthodes de reconstruction de réseau ont été testées par divers groupes à travers le monde, dont une regroupant des chercheurs de plusieurs banques centrales, et ont été trouvés pour surpasser systématiquement les alternatives, " dit Tiziano Squartini, Maître de conférences en physique à l'école IMT. "En collaboration avec la Banque centrale néerlandaise, nous avons même trouvé que, alors que la crise de 2007-2008 a surpris les modèles traditionnels, une analyse de réseau rendant compte de l'hétérogénéité observée des banques aurait pu le prédire trois ans à l'avance."

Aujourd'hui, après presque quinze ans de crise financière, le rôle des réseaux pour surveiller la stabilité financière et concevoir une réglementation macroprudentielle est largement reconnu. Les décideurs politiques et les chercheurs conviennent que le risque systémique doit être étudié et géré en adoptant une perspective de réseau. Outre, il est nécessaire que les institutions adoptent des modèles de réseau pour l'évaluation des risques de manière plus complète. Cela se reflète également dans l'action politique et le discours des plus hautes autorités financières, aux États-Unis et dans l'UE.