Econométrie des données de panel
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Econométrie des données de panel
Econométrie des données de panel Guillaume Horny∗ ∗ Banque de France Master 2 MASERATI Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 1 / 53 Chapitre 2 Chapitre 2 Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 2 / 53 Chapitre 2 Plan 1 Introduction 2 Modèle à effet aléatoire 3 Généralités sur l’estimation 4 Estimation par FGLS 5 Test de l’absence d’effets individuels 6 Conclusion Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 3 / 53 Introduction Plan 1 Introduction 2 Modèle à effet aléatoire 3 Généralités sur l’estimation 4 Estimation par FGLS 5 Test de l’absence d’effets individuels 6 Conclusion Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 4 / 53 Introduction Variable aléatoire ou paramètre ? Modèle de base : 0 yit = xit β + αi + it , Est-il plus judicieux de considérer αi comme un paramètre à estimer ou une variable aléatoire ? Pour distinguer les deux modèles, on parle traditionnellement de modèle à effet fixe et de modèle à effet aléatoire. Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 5 / 53 Modèle à effet aléatoire Plan 1 Introduction 2 Modèle à effet aléatoire 3 Généralités sur l’estimation 4 Estimation par FGLS 5 Test de l’absence d’effets individuels 6 Conclusion Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 6 / 53 Modèle à effet aléatoire Pourquoi s’intéresser à ce modèle ? les paramètres de variables constantes dans le temps ne sont pas identifiés dans le modèle à effets fixes individuels l’estimateur within est peu précis lorqu’il n’y a que peu de variation intra-individuelle. Rappellez-vous : !−1 Var(βbW |X ) = σ2 XX i 0 (X2it − X2i. ) (X2it − X2i. ) . t lorsque X2it − X2i. → 0, Var(βbW |X ) → ∞. sous certaines conditions, il conduit à des estimateurs plus précis que l’estimateur within Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 7 / 53 Modèle à effet aléatoire Le modèle à effet aléatoire (1/2) 0 yit = xit β + it , it = αi + wit , où αi est constant dans le temps et propre à chaque unité statistique. Son influence sur la variable dépendante est la même à chaque date. Ce modèle n’est à première vue qu’une réécriture du modèle à effets fixes individuels. Toutefois, les effets individuels ne sont plus vus ici comme des paramètres à estimer, mais comme les réalisations d’une variable aléatoire. Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 8 / 53 Modèle à effet aléatoire Le modèle à effet aléatoire (2/2) Dans le chapitre précédent, les αi étaient des paramètres, des valeurs fixées au niveau de la population dans laquelle on a tiré l’échantillon. Dans ce chapitre, les αi sont des réalisations d’une variable aléatoire, c’est-à-dire des valeurs tirées au hasard dans la population de référence. Ici, c’est la distribution de cette variable qui est fixée au niveau de la population, tandis que les réalisations sont tirées en même temps que le reste de l’échantillon. On va donc introduire des hypothèses supplémentaires pour rapprocher le comportement des effets individuels de celui d’un terme d’erreur. On l’appelle parfois ce modèle le modèle à erreur composée. Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 9 / 53 Modèle à effet aléatoire Le modèle à effets aléatoires : hypothèses (1/2) Les effets individuels sont compris dans le terme d’erreur. On a besoin de s’assurer que celui-ci conserve ces propriétés habituelles pour ne pas trop s’éloigner d’un modèle standard. On spécifie d’une part les relations entre les observables et les erreurs : Hypothèses : 1 H1 : E(it |xi1 , . . . , xiT , αi ) = 0, t = 1, . . . , T . 2 H2 : E(αi |xi1 , . . . , xiT ) = E(αi ) = 0. Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 10 / 53 Modèle à effet aléatoire Interprétation des hypothèses (1/2) La première hypothèse est celle d’exogénéité stricte conditionnelle aux inobservables (cf chapitre 1). On a vu qu’elle impliquait l’absence de corrélation entre les erreurs et les explicatives La seconde est à la fois : I I une hypothèse d’absence de corrélation entre une des composantes de l’erreur (l’effet individuel) et les explicatives. Elle peut être le résultat d’une hypothèse d’indépendance, souvent effectuée dans les applications utilisant des modèles à effets aléatoires mais rarement justifiable une hypothèse sur l’espérance de la distribution de α, qui est une variable aléatoire dans ce chapitre ! Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 11 / 53 Modèle à effet aléatoire Le modèle à effets aléatoires : hypothèses (2/2) Dans un modèle linéaire standard, le terme d’erreur est une variable aléatoire. Une manière de conserver cette propriété est de le décomposer en la somme de deux variables aléatoires, satisfaisant elles-même de bonnes propriétés : Hypothèses : H3h : E(αi2 |xi1 , . . . , xiT ) = σα2 , i 0 E (wi1 , . . . , wiT )(wi1 , . . . , wiT ) |xi1 , . . . , xiT , αi = σw2 IT . ⇒ les deux composantes du terme d’erreur sont de variance finie, les wit ne sont pas autocorrélés. Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 12 / 53 Modèle à effet aléatoire Interprétation des hypothèses (2/2) H2 et H3 entraînent : Var(αi |xi1 , . . . , xiT ) = E(αi2 |xi1 , . . . , xiT ) − E(αi |xi1 , . . . , xiT )2 = E(αi2 ) − E(αi )2 = σα2 . ⇒ les effets individuels sont homoscédastiques Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 13 / 53 Modèle à effet aléatoire La variance des erreurs 0 Modèle : yit = xit β + it . Si it est un terme d’erreur composé (it ≡ αi + wit ), on a : 2 σα , t 6= s. cov[(αi + wit ), (αi + wis )] = 2 2 σα + σw , t = s. D’où, pour t 6= s : corr(it , is ) = σα2 ≥ 0. σα2 + σw2 Pour un individu i donné, la corrélation de ses erreurs est positive mais ne varie pas dans le temps (pas d’autocorrélation décroissantes des erreurs composites). Le modèle à effets aléatoires est parfois également appelé le modèle à erreurs équicorrélées. Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 14 / 53 Modèle à effet aléatoire Ecriture matricielle (1/2) En empilant les NT observations, on a : 0 Y = X β + , où Y est de dimension (NTx1), X de dimension ((K + 1)xNT ), β de dimension ((K + 1)x1) et de dimension (NTx1). Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 15 / 53 Modèle à effet aléatoire Ecriture matricielle (2/2) La matrice de variance des erreurs composées et s’écrit : A 0 ... 0 A ... Var() = . . . .. .. .. 0 où : A= 0 σα2 + σw2 σα2 .. . σα2 2 σα + σw2 .. . σα2 σα2 Guillaume Horny (Banque de France) est de dimension (NTxNT ) 0 0 .. , . ... A ... ... .. . σα2 σα2 .. . . . . σα2 + σw2 Econométrie des panels (chap 2) . 2013 16 / 53 Modèle à effet aléatoire De quelle manière interviennent les erreurs ? Dans un modèle à effets aléatoires, on a : 0 E[yit |xit , αi ] = αi + xit β. Bien que les caractéristiques individuelles inobservées apparaissent dans 0 l’expression de yit , elles n’affectent pas E(yit |xit ) = Eα (E[yit |xit , αi ]) = xit β, car E(αi ) = 0. Par contre, les erreurs composées sont équicorrélées pour un individu, et sans corrélation entre individus. ⇒ les inobservables introduisent à la fois une surdipersion (σα2 > 0) et une autocorrélation des erreurs, mais n’ont pas d’impact sur la moyenne conditionnelle de Y . Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 17 / 53 Généralités sur l’estimation Plan 1 Introduction 2 Modèle à effet aléatoire 3 Généralités sur l’estimation 4 Estimation par FGLS 5 Test de l’absence d’effets individuels 6 Conclusion Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 18 / 53 Généralités sur l’estimation L’estimateur between En prenant la moyenne sur toutes les années, on a : 0 yi. = αi + xi. β + wi. . On en déduit le modèle between : 0 yi. = α + xi. β + (αi − α + wi. ). L’estimateur between est l’estimateur OLS de la régression de yi. sur une constante et les moyennes intertemporelles xi. (N observations !). Il exploite l’information contenue dans les xi. . On l’appel donc parfois l’estimateur inter-individuel. Il est convergent lorsque xi. est sans corrélation avec (αi − α + wi. ). Il n’est donc pas convergent lorsque xi. est corrélé avec αi . Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 19 / 53 Généralités sur l’estimation Comment estimer le modèle à effet aléatoire ? (1/2) So far, so good, il ne s’agit dans le fond que d’un modèle empilé avec une structure particulière de la variance des erreurs composites. Du coup, l’estimation sans biais des β n’est pas particulièrement complexe. Par exemple, l’estimateur OLS est sans biais et convergent, mais il a besoin d’erreurs homoscédastiques pour être le meilleur estimateur linéaire sans biais des β. De même, l’estimateur within, celui du modèle en différence première ou l’estimateur between ont besoin d’une structure d’erreur qui leur est propre pour être efficaces. Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 20 / 53 Généralités sur l’estimation Comment estimer le modèle à effet aléatoire ? (2/2) Pour les β, le problème n’est donc pas tant de trouver un estimateur convergent que de trouver un estimateur efficace. Pour l’estimation de la variance des coefficients, les choses sont plus difficiles. Par exemple, l’estimation OLS de la variance des erreurs est biaisée, que ce soit à distance finie ou asymptotiquement. Comment estimer alors les écarts-types des coefficients ? Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 21 / 53 Généralités sur l’estimation Plusieurs solutions Les estimateurs efficaces pour ce modèle sont : Les GLS lorsque la variance des erreurs est connue (rare !) Les FGLS lorsqu’elle est inconnue (fréquent) ML, en supposant généralement que les deux erreurs sont gaussiennes On se concentre dans ce cours sur les deux premiers, car les performances de l’estimateur ML dépendent du bien-fondé des hypothèses de normalité. De plus, selon les poids relatifs de σα et σw , la vraisemblance peut-être unimodale ou multimodale. Son optimisation est donc particulièrement délicate. Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 22 / 53 Estimation par FGLS Plan 1 Introduction 2 Modèle à effet aléatoire 3 Généralités sur l’estimation 4 Estimation par FGLS 5 Test de l’absence d’effets individuels 6 Conclusion Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 23 / 53 Estimation par FGLS Rappel sur l’estimation GLS (1/2) 0 L’estimateur GLS d’un modèle linéaire Y = X β + , où E( ) = Ω, est : 0 0 βbGLS = (X Ω−1 X )−1 X Ω−1 Y . Au passage, on voit bien sous quelles conditions sur les erreurs il se simplifie pour devenir l’estimateur OLS ! Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 24 / 53 Estimation par FGLS Rappel sur l’estimation GLS (2/2) Il est équivalent de calculer directement l’estimateur GLS ou bien d’estimer par OLS le modèle : Ω−1/2 Y = Ω−1/2 X β + Ω−1/2 . (exercice !) 0 Comme Var(Ω−1/2 ) = Ω−1/2 Var()(Ω−1/2 ) = INT , l’estimateur OLS du modèle transformé est efficace. Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 25 / 53 Estimation par FGLS Propriété de l’estimateur GLS Lorsque les hypothèses du modèle sont satisfaites : Propriétés à distance finie : l’estimateur GLS est sans biais et efficace. Propriétés asymptotiques : l’estimateur GLS est convergent et asymptotiquement efficace. Que vouloir de plus ? L’ennui est que comme la vraie matrice de variance n’est pas observable (σα et σw inconnus), l’estimateur n’est pas vraiment utilisable. Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 26 / 53 Estimation par FGLS Rappel sur l’estimation FGLS Comme Ω est inconnue, l’estimateur GLS ne peut pas être mis en oeuvre directement. On peut résoudre ce problème en supposant que Ω dépend d’un nombre fini de paramètres (Ω ≡ Ω(γ)). Comme Ω est symétrique de dimension (NTxNT ), γ est potentiellement de dimension [(NT )2 + NT ]/2. Or γ n’est pas identifié s’il contient plus de (NT − K ) éléments. Pour limiter la dimension de γ, on est amenés à faire des hypothèses sur la structure de Ω. b = Ω(b On estime alors γ b pour en déduire Ω γ ). Ensuite, comme l’estimateur b GLS est linéaire, on peut utiliser Ω à la place de Ω dans les différentes formules. Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 27 / 53 Estimation par FGLS Exemple d’estimation de Ω avec des données en coupe Si on suppose que les erreurs sont hétéroscédastiques du fait du rôle de certaines variables explicatives, tout en restant mutuellement 0 indépendantes, on peut supposer Var(|X ) ≡ exp(Z γ), où Z est un sous-ensemble de X . On peut obtenir γ b par régression (non-linéaire) des 0 résidus b OLS sur exp(Z γ). Dans le cas du modèle à effet aléatoire pour données de panel, Ω est une matrice bloc, dont les blocs sont A. Elle dépend donc de deux paramètres : σα et σw . Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 28 / 53 Estimation par FGLS Propriétés usuelles de l’estimateur FGLS Sous des hypothèses standard, assurant notamment que Ω(γ) est bien estimée, l’estimateur GLS est convergent (mais biaisé à distance finie), efficace et asymptotiquement gaussien. Si Ω(γ) est mal spécifiée, l’estimateur FGLS est toujours convergent mais n’est plus efficace. Il ne présente alors plus d’intérêt particulier, sauf à recourir à des variances robustes pour le corriger. Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 29 / 53 Estimation par FGLS Estimation GLS du modèle à effets aléatoires On suppose pour le moment qu’on dispose d’estimateurs convergents de σα2 et de σw2 . On a donc : 0 b≡σ A bw2 IT + σ b2 ιT ιT . Dans le modèle à effets aléatoires, Ω est connue lorsque A est connue. L’estimateur GLS a donc pour expression : 0 −1 b X )−1 X 0 Ω b −1 Y . βbGLS = (X Ω Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 30 / 53 Estimation par FGLS Estimation FGLS du modèle à effets aléatoires (1/3) On a besoin d’estimer tout d’abord σα2 et σw2 . Il se trouve qu’il est plus facile d’estimer en premier la variance de l’erreur composée (σ2 ). Sous H3, on peut approcher σ2 par la variance empirique des erreurs composées : 1 XX σ b2 = E(2it ). NT t i Pour ce faire, on a besoin d’estimer au préalable les it . On peut les obtenir avec l’estimateur OLS du modèle empilé, noté β̃. Un estimateur convergent de σ2 est : XX 1 σ b2 = ˜2it . NT − K t i Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 31 / 53 Estimation par FGLS Estimation FGLS du modèle à effets aléatoires (2/3) Dans le modèle à effets aléatoire, l’autocorrélation des erreurs pour un individu donné est constante : σα2 = E(it is ), ∀t 6= s. Pour chaque i, on dispose d’autant d’élément pour estimer σα2 qu’il y a d’éléments dans les “triangles” de A, c’est-à-dire (T 2 − T )/2. En faisant leur somme : ! T −1 T T −1 X T X X X E it is = σα2 t=1 s=t+1 t=1 s=t+1 = σα2 Guillaume Horny (Banque de France) T (T − 1) . 2 Econométrie des panels (chap 2) 2013 32 / 53 Estimation par FGLS Estimation FGLS du modèle à effets aléatoires (3/3) Un estimateur convergent de σα est la moyenne empirique des résidus d’estimation par OLS du modèle empilé : σ bα2 = N T −1 X T X X 1 ˜it ˜is . NT (T − 1)/2 − K i=1 t=1 s=t+1 Comme on dispose maintenant de σ b2 et de σ bα2 , on en déduit : bα2 . σ bw2 = σ b2 − σ Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 33 / 53 Estimation par FGLS Algorithme FGLS 1 Estimer par OLS le modèle empilé, en déduire les résidus ˜it 2 Evaluer : σ b2 = XX 1 ˜2it , NT − K t i σ bα2 N T −1 X T X X 1 = ˜it ˜is , NT (T − 1)/2 − K i=1 t=1 s=t+1 3 4 puis en déduire σ bw2 . 0 b b=σ Former A bw2 IT + σ b2 ιT ιT , puis Ω. 0 −1 b X )−1 X 0 Ω b −1 Y . Calculer βbFGLS = (X Ω Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 34 / 53 Estimation par FGLS Estimation FGLS d’un modèle à erreurs hétéroscédastiques et autocorrélées Si les wit , ∀t, sont hétéroscédastiques et autocorrélés, un estimateur plus général de A peut être utilisé : N 1 X 0 b A= ˜i ˜i , N i=1 où ˜i correspond aux résidus pour l’individu i de l’estimation par OLS du modèle empilé. Pour N grand, cet estimateur est tout aussi efficace que celui exploitant la structure de A impliquée par l’hypothèse d’effet aléatoire. Le comportement de cet estimateur lorsque N est relativement petit est par contre moins satisfaisant. En effet, tous les éléments du “triangle” de A doivent être estimés ici, tandis que seuls σ b2 et σ bα2 doivent être estimés avec le FGLS standard. Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 35 / 53 Estimation par FGLS Ecriture alternative de l’estimateur FGLS (1/2) L’estimateur FGLS est équivalent à l’estimateur OLS du modèle transformé : b i. = (1 − λ)β b 0 + (xit − λx b i. )0 β + vit , yit − λy b est un estimateur convergent de λ = 1 − σw /(T σ 2 + σ 2 )1/2 , et où λ α w b i + (wit − λw b i. ). vit = (1 − λ)α La mise en oeuvre de cet estimateur requiert d’estimer au préalable σα et σw . Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 36 / 53 Estimation par FGLS Ecriture alternative de l’estimateur FGLS (2/2) De la régression within de yit − yi. sur xit − xi. , on déduit : σ bw2 = i2 XXh 1 0 (yit − yi. ) − (xit − xi. ) βbW . N(T − 1) − K t i De la régression between de yi. sur une constante et xi. , où le terme d’erreur a pour variance σα2 + σw2 /T , on obtient : σ bα2 = i2 XXh 1 1 2 0 yi. − βb0B − xi. βbB − σ b . N − (K + 1) T w t i Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 37 / 53 Estimation par FGLS Propriétés de l’estimateur FGLS Comme on ne dispose en pratique que d’une estimation de la matrice de variance, les propriétés à distance finie ne sont pas très bonnes (c’est le cas général pour ce type d’estimateur). A contrario, les propriétés asymptotiques sont bien meilleures. Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 38 / 53 Estimation par FGLS Biais de l’estimateur FGLS Comme tout estimateur du FGLS, celui du modèle à effet aléatoire est biaisé : −1 0 0 −1 −1 b b b X Ω (X β + )|X E(βFGLS |X ) = E X Ω X −1 0 0 −1 −1 b |X b X X Ω =β+E X Ω 6= β. b n’est plus une constante mais une variable aléatoire, on ne peut En effet, Ω donc pas la sortir de l’espérance. Le second terme serait nul si 0 −1 0 b −1 X b −1 était indépendant de . Or Ω b est estimée à partir de X Ω X Ω résidus qui sont corrélés avec . Il n’y a donc pas indépendance. Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 39 / 53 Estimation par FGLS Efficacité de l’estimateur FGLS Les propriétés générales de l’estimateur FGLS s’appliquent ici, c-a-d il est efficace si la matrice de variance est bien estimée. En d’autres termes, lorsque toutes les hypothèses du modèle sont valides. Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 40 / 53 Estimation par FGLS Propriétés asymptotiques de l’estimateur FGLS Les estimateurs présentés plus haut de σ bα et σ bw sont convergents lorsque N → ∞ et T fini. L’estimateur FGLS est donc asymptotiquement sans biais et efficace. Elles sont aussi valides lorsque T → ∞ et N → ∞ (à l’inverse de l’estimateur within par exemple). L’estimateur FGLS est donc aussi un bon candidat pour l’estimation de modèles avec des panels longs. Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 41 / 53 Test de l’absence d’effets individuels Plan 1 Introduction 2 Modèle à effet aléatoire 3 Généralités sur l’estimation 4 Estimation par FGLS 5 Test de l’absence d’effets individuels 6 Conclusion Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 42 / 53 Test de l’absence d’effets individuels Tests basé sur l’analyse de la variance (1/2) Une première manière consiste à tester la nullité de σα : H0 : σα = 0 H1 : σα 6= 0 On peut montrer que : T σB2 σw2 ∼ F ((N − K , N(T − 1) − KW ), T σα2 + σw2 σw2 où σB2 est la variance des erreurs dans le modèle between et KW est le nombre de variables explicatives dans le modèle lorsqu’on l’estime par transformation within (cad le nombre de variables qui ne sont pas constantes dans le temps). Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 43 / 53 Test de l’absence d’effets individuels Tests basé sur l’analyse de la variance (2/2) Sous H0, σα = 0 et la statistique se simplifie : T σB2 ∼ F ((N − K , N(T − 1) − KW ), σw2 On rejette H0 lorsque la statistique de Fisher est supérieur à sa valeur théorique sous H0. Intuition : Si T fois la variance des résidus between est “significativement” plus élevée que la variance des erreurs purgées des effets individuels, alors on rejette l’hypothèse comme quoi ils sont négligeables. Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 44 / 53 Test de l’absence d’effets individuels Tests du multiplicateur de Lagrange L’utilisation du test de Lagrange est suggérée par Breusch et Pagan (1979). Sous H0 : NT 2(T − 1) "P P #2 2 ( ˜ ) it i Pt P − 1 ∼ χ2(1) . 2 ˜ i t it Si cette statistique dépasse χ2(1),0.95 = 3.84, on rejette au seuil de 5% l’hypothèse d’effets individuels nuls. Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 45 / 53 Test de l’absence d’effets individuels Exemple d’estimation FGLS (1/2) R> l i b r a r y ( plm ) R> data ( " G r u n f e l d " , package = " plm " ) R> head ( G r u n f e l d ) firm year inv value capital 1 1 1935 3 1 7 . 6 3 0 7 8 . 5 2.8 2 1 1936 3 9 1 . 8 4 6 6 1 . 7 52.6 3 1 1937 4 1 0 . 6 5 3 8 7 . 1 156.9 4 1 1938 2 5 7 . 7 2 7 9 2 . 2 209.2 5 1 1939 3 3 0 . 8 4 3 1 3 . 2 203.4 6 1 1940 4 6 1 . 2 4 6 4 3 . 9 207.2 Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 46 / 53 Test de l’absence d’effets individuels Exemple d’estimation FGLS (2/2) # E s t i m a t i o n FGLS R> f g l s <− p g g l s ( i n v ~ v a l u e + c a p i t a l , data = G r u n f e l d e f f e c t = " i n d i v i d u a l " , model = " random " ) Warning message : ’ random ’ argument t o p g g l s ( ) h a s been renamed as \\ ’ pooling ’ # c e t t e commande u t i l i s e l ’ e s t i m a t i o n de Omega r o b u s t e # à l ’ a u t o c o r r é l a t i o n et l ’ h é t é r o s c é d a s t i c i t é R> summary ( f g l s ) <SNIP> Estimate ( I n t e r c e p t ) −4.0321 e+01 value 1 . 1 5 4 0 e −01 capital 2 . 3 1 0 4 e −01 <SNIP> Guillaume Horny (Banque de France) Std . E r r o r z−v a l u e Pr ( >| z | ) 3 . 6 0 6 6 e+00 −11.180 < 2 . 2 e −16 8 . 6 1 2 8 e −04 1 3 3 . 9 8 1 < 2 . 2 e −16 4 . 0 8 8 2 e −03 5 6 . 5 1 4 < 2 . 2 e −16 Econométrie des panels (chap 2) 2013 47 / 53 Test de l’absence d’effets individuels Comparaison avec l’estimateur within # Comparaison avec l ’ e s t i m a t e u r w i t h i n R> w i t h i <− plm ( i n v ~ v a l u e+c a p i t a l , data=G r u n f e l d , \ \ model = " w i t h i n " ) summary ( w i t h i ) <SNIP> E s t i m a t e Std . E r r o r t−v a l u e Pr ( >| t | ) value 0.110124 0 . 0 1 1 8 5 7 9 . 2 8 7 9 < 2 . 2 e −16 c a p i t a l 0.310065 0 . 0 1 7 3 5 5 1 7 . 8 6 6 6 < 2 . 2 e −16 −−− <SNIP> Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 48 / 53 Test de l’absence d’effets individuels Test de nullité des effets individuels # t e s t des e f f e t s i n d i v i d u e l s R> p o o l <− plm ( i n v ~ v a l u e + c a p i t a l , data = G r u n f e l d , \ model = " p o o l i n g " ) R> p l m t e s t ( p o o l , t y p e = " bp " ) L a g r a n g e M u l t i p l i e r T e s t − ( Breusch −Pagan ) data : i n v ~ v a l u e + c a p i t a l c h i s q = 7 9 8 . 1 6 1 5 , df = 1 , p−v a l u e < 2 . 2 e −16 alternative hypothesis : s i g n i f i c a n t effects Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 49 / 53 Conclusion Plan 1 Introduction 2 Modèle à effet aléatoire 3 Généralités sur l’estimation 4 Estimation par FGLS 5 Test de l’absence d’effets individuels 6 Conclusion Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 50 / 53 Conclusion Principaux résultats On peut modéliser l’influence des caractéristiques inobservables avec un élément d’un terme d’erreur composé Si les caractéristiques inobservables ne sont pas corrélées avec les variables explicatives, alors il n’y a pas de problème d’endogénéité et on peut utiliser des techniques standard d’estimation Comme la variable aléatoire capturant l’effet des inobservables est caractérisée par une distribution et une variance, cette information peut être utilisée pour obtenir des estimateurs plus précis que les estimateurs du modèle empilé, within... Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 51 / 53 Conclusion L’estimateur FGLS : avantages et inconvénient + efficace sous l’hypothèse d’effet aléatoire, donc plus précis que l’estimateur du modèle empilé ou within dans ce contexte + estime les coefficients de variables constantes dans le temps - biaisé à distance finie, c’est-à-dire en présence de petits échantillons - requiert que les caractéristiques inobservables soient sans corrélation avec les caractéristiques observables Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 52 / 53 Conclusion Variable aléatoire ou paramètre ? Modèle de base : 0 yit = xit β + αi + it , Est-il plus judicieux de considérer αi comme un paramètre à estimer ou une variable aléatoire ? Fondamentalement, le problème n’est pas tant la nature des αi que leur corrélation avec les caractéristiques observables. En consultant les manuels, il faut avoir en tête qu’“effet aléatoire” signifie que les αi sont sans corrélation avec les caractéristiques observables, tandis que “effet fixe” veut dire qu’ils sont potentiellement corrélés. Guillaume Horny (Banque de France) Econométrie des panels (chap 2) 2013 53 / 53
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