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In recent years, the use of electrolyzer to produce cleanly and efficiently hydrogen from renewable energy sources (e.g. wind, solar) has gained growing interest from researchers and industrial. Similarly to fuel cells, electrolyzers require power conditioning systems, such as DC/DC converters. Generally, electrolyzers need a very low DC voltage to generate hydrogen from de-ionized, pure or distilled water. For this reason, DC/DC buck converters are generally used. For electrolyzer applications, DC/DC converters must meet several challenging issues in terms of energy efficiency and output current ripple reduction. Generated high-frequency current ripples from DC/DC converter may lead to long-term degradation on electrolyzers. As a result, high-frequency current ripples can shorten the electrolyzer life span. Furthermore, the availability and reliability of DC/DC converters remain a major concern so that stand-alone power supply can guarantee a high-level of autonomy in case of electrical failures. Within the wind-H2 stand-alone power supply, DC bus is generally a high-voltage of a few hundreds of volt. Given that the electrolyzer must be supplied at a very low DC voltage, interface DC/DC converter has to present a high-conversion ratio.; Ces dernières années, l’utilisation des électrolyseurs pour produire proprement et efficacement de l’hydrogène à partir de sources d’énergie renouvelables (éolien, solaire) a profité d’un intérêt croissant de la part des chercheurs et également des industriels. De même que les piles à combustible, les électrolyseurs ont besoin de convertisseurs DC/DC. Généralement, les électrolyseurs exigent une faible tension continue afin de produire de l’hydrogène à partir d’eau dé-ionisée, pure ou distillée. Pour cette raison, les convertisseurs DC/DC buck sont généralement utilisés. Pour des applications électrolyseur, les convertisseurs DC/DC doivent répondre à de nombreuses problématiques en termes d’efficacité énergétique, de compacité et de réduction de l’ondulation de courant de sortie. Les ondulations de courant générées par les convertisseurs DC/DC peuvent conduire à des dégradations à long terme sur les électrolyseurs et par conséquent réduire leurs durées de vie. En outre, la disponibilité et la fiabilité des convertisseurs DC/DC restent une préoccupation majeure afin que les systèmes multi-sources puissent garantir un haut niveau d’autonomie. Dans les systèmes multi-sources, le bus DC de gestion des flux d’énergie est généralement une haute tension de quelques centaines de volt. Etant donné que l’électrolyseur doit être alimenté en tension très faible, le convertisseur DC/DC d’interface doit présenter un haut rapport de conversion.

In recent years, the use of electrolyzer to produce cleanly and efficiently hydrogen from renewable energy sources (e.g. wind, solar) has gained growing interest from researchers and industrial. Similarly to fuel cells, electrolyzers require power conditioning systems, such as DC/DC converters. Generally, electrolyzers need a very low DC voltage to generate hydrogen from de-ionized, pure or distilled water. For this reason, DC/DC buck converters are generally used. For electrolyzer applications, DC/DC converters must meet several challenging issues in terms of energy efficiency and output current ripple reduction. Generated high-frequency current ripples from DC/DC converter may lead to long-term degradation on electrolyzers. As a result, high-frequency current ripples can shorten the electrolyzer life span. Furthermore, the availability and reliability of DC/DC converters remain a major concern so that stand-alone power supply can guarantee a high-level of autonomy in case of electrical failures. Within the wind-H2 stand-alone power supply, DC bus is generally a high-voltage of a few hundreds of volt. Given that the electrolyzer must be supplied at a very low DC voltage, interface DC/DC converter has to present a high-conversion ratio., Ces dernières années, l’utilisation des électrolyseurs pour produire proprement et efficacement de l’hydrogène à partir de sources d’énergie renouvelables (éolien, solaire) a profité d’un intérêt croissant de la part des chercheurs et également des industriels. De même que les piles à combustible, les électrolyseurs ont besoin de convertisseurs DC/DC. Généralement, les électrolyseurs exigent une faible tension continue afin de produire de l’hydrogène à partir d’eau dé-ionisée, pure ou distillée. Pour cette raison, les convertisseurs DC/DC buck sont généralement utilisés. Pour des applications électrolyseur, les convertisseurs DC/DC doivent répondre à de nombreuses problématiques en termes d’efficacité énergétique, de compacité et de réduction de l’ondulation de courant de sortie. Les ondulations de courant générées par les convertisseurs DC/DC peuvent conduire à des dégradations à long terme sur les électrolyseurs et par conséquent réduire leurs durées de vie. En outre, la disponibilité et la fiabilité des convertisseurs DC/DC restent une préoccupation majeure afin que les systèmes multi-sources puissent garantir un haut niveau d’autonomie. Dans les systèmes multi-sources, le bus DC de gestion des flux d’énergie est généralement une haute tension de quelques centaines de volt. Etant donné que l’électrolyseur doit être alimenté en tension très faible, le convertisseur DC/DC d’interface doit présenter un haut rapport de conversion.

Telecommunication systems development is linked to working frequency and bandwidths increasement of future systems on one hand, and the growing place taken by digital electronics in the transmission chains on the other hand. Concerning the second point, the RF power generation in emitters is still implemented in an analog way, but the energy management of the RF power amplifiers is more and more assisted by numeric devices. The appearance of the 'digital technology' in the field of RF power is characterized by the implementation of high speed switching electronic systems like bias modulators for envelope tracking, power digital to analog converters (Power-DAC) or switching mode RF amplifiers (Classe S or D). This thesis work fits in this context, it describes two original switching devices based on GaN HEMT transistors. These elementary switching cells are realized in MMIC technology, they allow switching frequencies up to few hundreds MHz, with voltages reaching 50V, powers about 100W and energy efficiency greater than 80%. These switching cells are then used in various applications: two kinds of bias modulators for envelope tracking system as well as two architectures of class D amplifiers (half-bridge and full-bridge) are analyzed and validated by experimental results.; L’essor et l’évolution des systèmes de télécommunication sont liés inéluctablement à la montée en fréquence et à l’augmentation des bandes passantes des futurs systèmes d’une part, et à une place sans cesse croissante prise par l’électronique numérique dans les chaînes d’émission/réception d’autre part. Concernant ce deuxième aspect, la génération de puissance RF avant émission est encore à ce jour implémentée de façon analogique, mais la gestion énergétique des amplificateurs de puissance RF est de plus en plus assistée numériquement. L’apparition du ‘numérique’ dans le domaine de la puissance RF se traduit par la mise en œuvre de systèmes électroniques fonctionnant en commutation : modulateurs de polarisation pour l’envelope tracking, convertisseurs numérique-analogique de puissance (Power-DAC) ou amplificateurs en commutation à fort rendement (classe S ou D). C’est dans ce contexte que s’inscrivent ces travaux de thèse : deux dispositifs de commutation originaux à base de transistors GaN HEMT sont présentés, analysés et réalisés en technologie MMIC. Ces cellules de commutation élémentaires permettent, jusqu’à des fréquences de quelques centaines de MHz, de commuter des tensions jusqu’à 50V, avec des puissances de l’ordre de 100W, ceci avec un rendement énergétique supérieur à 80%. Ces cellules de commutation sont ensuite utilisées dans diverses applications : deux types de modulateurs de polarisation destinés à l’envelope tracking ainsi que deux architectures d’amplificateurs classe D (demi-pont et pont en H) sont étudiés et les résultats expérimentaux permettent de valider ces différentes topologies.

Telecommunication systems development is linked to working frequency and bandwidths increasement of future systems on one hand, and the growing place taken by digital electronics in the transmission chains on the other hand. Concerning the second point, the RF power generation in emitters is still implemented in an analog way, but the energy management of the RF power amplifiers is more and more assisted by numeric devices. The appearance of the 'digital technology' in the field of RF power is characterized by the implementation of high speed switching electronic systems like bias modulators for envelope tracking, power digital to analog converters (Power-DAC) or switching mode RF amplifiers (Classe S or D). This thesis work fits in this context, it describes two original switching devices based on GaN HEMT transistors. These elementary switching cells are realized in MMIC technology, they allow switching frequencies up to few hundreds MHz, with voltages reaching 50V, powers about 100W and energy efficiency greater than 80%. These switching cells are then used in various applications: two kinds of bias modulators for envelope tracking system as well as two architectures of class D amplifiers (half-bridge and full-bridge) are analyzed and validated by experimental results., L’essor et l’évolution des systèmes de télécommunication sont liés inéluctablement à la montée en fréquence et à l’augmentation des bandes passantes des futurs systèmes d’une part, et à une place sans cesse croissante prise par l’électronique numérique dans les chaînes d’émission/réception d’autre part. Concernant ce deuxième aspect, la génération de puissance RF avant émission est encore à ce jour implémentée de façon analogique, mais la gestion énergétique des amplificateurs de puissance RF est de plus en plus assistée numériquement. L’apparition du ‘numérique’ dans le domaine de la puissance RF se traduit par la mise en œuvre de systèmes électroniques fonctionnant en commutation : modulateurs de polarisation pour l’envelope tracking, convertisseurs numérique-analogique de puissance (Power-DAC) ou amplificateurs en commutation à fort rendement (classe S ou D). C’est dans ce contexte que s’inscrivent ces travaux de thèse : deux dispositifs de commutation originaux à base de transistors GaN HEMT sont présentés, analysés et réalisés en technologie MMIC. Ces cellules de commutation élémentaires permettent, jusqu’à des fréquences de quelques centaines de MHz, de commuter des tensions jusqu’à 50V, avec des puissances de l’ordre de 100W, ceci avec un rendement énergétique supérieur à 80%. Ces cellules de commutation sont ensuite utilisées dans diverses applications : deux types de modulateurs de polarisation destinés à l’envelope tracking ainsi que deux architectures d’amplificateurs classe D (demi-pont et pont en H) sont étudiés et les résultats expérimentaux permettent de valider ces différentes topologies.

Harvesting energy in the surrounding environment is an advantageous alternative to conventional batteries for powering autonomously remote sensors in addition to processing in an eco-friendly way. Many researches currently focus on harvesting energy from solar, thermal and vibrational sources scavenged in environments near the sensor. Less analyzed in the literature, the benthic microbial fuel cell (BMFC) is an emerging harvesting technology that exploits the waste materials in the seafloors. The catalysis properties of bacteria into a couple of redox reactions convert chemical energy from the sediment into electrical energy. Although promising as a long-term energy source for marine sensors, its power levels (around 100 μW) and voltage (0.6 V in open circuit) commit us to reflect on the design of its electronic harvesting interface. The first chapter of this thesis details the design of lab-made cm2-BMFC while maintaining conditions close to the natural environment. A second chapter focuses on characterizing and modeling the electrical behavior of BMFCs in the static and dynamic domains. Thanks to the static electric model, a harvesting electrical interface is defined and optimized to extract the maximum power and maximize the conversion efficiency. The flyback converter in discontinuous conduction mode is chosen. By using a model predicting the losses of the experimentally validated flyback, we studied the choice of the switching frequency, the duty cycle and the coupled inductances. We reached an efficiency of 82% and 64% for a BMFC delivering respectively 90 μW and 30 μW. A final chapter focuses on optimizing the harvesting interface by taking into account the different variabilities of the BMFC. In particular, the interest of the MPP monitoring is discussed and the influence of the flyback switched behavior on the additional dynamic losses within the BMFC is analyzed thanks to the dynamic electrical model of the BMFC deduced in the second chapter., La récupération d'énergie ambiante est une solution prometteuse pour alimenter de manière autonome des noeuds de capteurs en remplacement des batteries chimiques. Néanmoins, dans certains milieux tels que les fonds océaniques, l’absence de radiations lumineuses, de vibrations mécaniques ou de gradients de température suffisants interdit le recours à la récupération d’énergie conventionnelle. La pile microbienne benthique (BMFC pour Benthic Microbial Fuel Cell), est un système permettant de valoriser électriquement l’énergie stockée dans les sédiments à l'aide du métabolisme électro-actif des bactéries qui y sont naturellement présentes. La BMFC ouvre ainsi la voie à la récupération d’énergie en milieu marin et promet un apport d’énergie théoriquement illimitée du fait du renouvellement constant de l’écosystème. Les niveaux de puissance (autour de 5 µW/cm² d’électrode) et de tension (environ 0,6 V en circuit ouvert) engagent à mener une réflexion sur la conception d’une interface électronique de récupération afin d’extraire le maximum d'énergie et élever sa tension au minimum requis par une électronique conventionnelle utilisée dans les capteurs environnementaux (quelques volts).Le premier chapitre de cette thèse détaille la conception de BMFCs de taille centimétrique faites en laboratoire en maintenant des conditions proches du milieu naturel. Les BMFCs sont confectionnées avec des électrodes d’au minimum 20 cm² afin de générer une puissance « brute » d’environ 100 µW. Plusieurs piles sont caractérisées électriquement, mettant en valeur un point de puissance maximal (MPP) puis permettant de quantifier les puissances délivrées suivant les configurations (notamment lors d’une connexion en parallèle de BMFCs). Les variabilités dont sont sujettes les BMFCs se divisent en deux catégories : les premières sur le long terme (après plusieurs heures) et les secondes sur le court terme (inférieur à la seconde). La puissance au MPP peut ainsi varier de plus ou moins une décade en quelques semaines et lors d’une polarisation AC, la BMFC révèle un régime transitoire (dont l’origine sera déterminée au chapitre suivant).Le deuxième chapitre s’intéresse à caractériser et modéliser le comportement électrique de la pile en vue de concevoir de manière appropriée le circuit de récupération pour le dédier à une BMFC centimétrique dans son environnement naturel. Dans un premier temps, la BMFC est caractérisée dans le domaine « statique ». Dans un second temps, la BMFC est caractérisée dans le domaine « dynamique » (d’une microseconde à une heure) par spectroscopie d’impédance. Le modèle met ainsi en lumière deux branches RC parallèles auxquelles sont associées deux constantes de temps. Ce modèle dynamique est directement corrélé aux variabilités court-terme évoquées au chapitre 1.A l’aide du modèle « statique » équivalent d’une BMFC, une interface de récupération est définie et optimisée de manière à extraire le maximum d’énergie et maximiser le rendement de conversion aux chapitres 3 et 4. Le choix se porte sur le convertisseur hacheur à liaison indirecte isolée, dit flyback, en mode de conduction discontinue (MCD). Une étude de l’influence des différents paramètres a montré l’importance de travailler avec des valeurs d’inductance supérieures à plusieurs mH pour limiter la fréquence de découpage à quelques kHz et ainsi éviter une augmentation des pertes par commutation engendrées par l’oscillateur et le transistor de puissance. Un modèle prédisant les pertes du flyback, validé expérimentalement, a également permis de mettre en évidence la prédominance des pertes dues à l'hystérésis du matériau magnétique des inductances couplées. Cette observation a permis de proposer une fabrication sur mesure d’inductances couplées. En utilisant une électronique discrète, un convertisseur flyback a été conçu atteignant 82% de rendement pour une BMFC délivrant 90 µW. L’utilisation d’inductances couplées à l’air a également été étudiée, permettant d’atteindre un rendement de 62%, inférieur au rendement précédent en partie du fait de son inductance de fuite. Pour finir, l’analyse est étendue à des puissances trois fois plus faibles. Un rendement de 64% a ainsi été atteint à 30 µW.Un dernier chapitre s’intéresse à optimiser l’interface de récupération en prenant en compte les différentes variabilités de la BMFC (présentées au chapitre 1). Du fait de son comportement commuté, le convertisseur flyback impose un courant AC en sortie de la BMFC susceptible d’engendrer des pertes dites « dynamiques » supplémentaires au sein de la BMFC. Ces pertes représentent environ la moitié de la puissance délivrée au flyback. Elles deviennent néanmoins négligeables lors de l’ajout d’une capacité de découplage de quelques µF en sortie de la BMFC. Dans un second temps, l’intérêt du suivi du MPP est discuté dans le cas de nos BMFCs. Cette stratégie d’extraction ne permet pas de maximiser le rendement de conversion du flyback. Une BMFC de 20 cm² d’électrode a ainsi démontré pouvoir délivrer suffisamment d’énergie (95 µW) pour alimenter un capteur environnemental qui, toutes les 4 s, mesure la température ambiante et l’accélération et transmet ces données par protocole bluetooth à un récepteur.

In EU, the electricity production objective by using renewable energy in 2020 is 20 %. Mostly offshore wind as well as tidal current and photovoltaic will contribute to achieve this objective. Considering the fact that offshore wind farms are more and more far away from the onshore grid, farm power production is higher and higher and recent improvements in power electronics lead to revise the electrical architecture. Several offshore wind farms electrical topologies are compared in order to define the more suitable in term of feasibility, efficiency and availability. A solution with DC grid is chosen given that it presents lower losses and DC-DC converters using high-frequency transformers reducing footprint, compared to classical AC solutions. Selected DC topology is modeled with particular attention to technological core of the wind farm: the Full-Bridge DC-DC converter. An interlacing control for DC-DC converter is explained in order to decrease the size of the filter. Two experiences at real (2 MW) and small scale (4 kW) allow to validate the models, the losses and controls integrated in the converter. Protections which can be used for DC grid are also studied with DC static breaker design proposal. Interactions between the real time simulator and 4 kW mock-up is realized to compare converters behavior from wind farm on large time scales. Different controls are tested and more particularly ones allowing to validate the wind farm capacity to remain connected to the grid during the AC faults. All strategies developed on wind offshore farms are extended to high power solar farms to highlight analogies between both renewable energies.; Les objectifs concernant la part des énergies renouvelables dans la production d'électricité sont de 20 % en 2020 en UE. L'éolien offshore principalement ainsi que les ressources hydroliennes et les panneaux photovoltaïques, vont contribuer à cet objectif. Les améliorations récentes dans le domaine de l'électronique de puissance amènent à repenser les architectures électrotechniques des fermes éoliennes de plus en plus éloignées du continent et présentant des puissances de plus en plus importantes. Plusieurs topologies électrotechniques de fermes éoliennes offshore sont comparées afin de définir la plus intéressante d'un point de vue faisabilité, efficacité et fiabilité. La solution de connexion retenue est entièrement en DC car elle présente des pertes diminuées et des convertisseurs DC-DC avec transformateurs haute-fréquence apportant un gain d'encombrement comparé à une topologie classique en AC. La topologie DC est alors modélisée avec une attention particulière portée aux convertisseurs DC-DC Full-Bridge, cœur technologique de la ferme. Un contrôle du convertisseur par entrelacement des commandes du convertisseur est explicité afin de réduire la taille du filtre en sortie. Deux expérimentations à échelle réelle (2 MW) et réduite (4 kW) permettent de valider le modèle, les pertes et les contrôles implantés sur le convertisseur. Les protections qui peuvent être mises en place pour un réseau de distribution DC sont aussi étudiées avec une proposition de disjoncteur statique DC. Une connexion entre un simulateur temps réel et le banc d'essai 4 kW est réalisée afin de comparer le comportement des convertisseurs de la ferme sur des échelles de temps importantes. Différents contrôles sont testés, et plus particulièrement ceux permettant de valider la capacité de la ferme à rester connectée au réseau pendant les défauts AC. L'ensemble des théories développées sur le cas d'étude éolien offshore sont étendues à des fermes solaires de fortes puissances afin de mettre en évidence les analogies entre ces deux énergies renouvelables.

This thesis deals with the control of electrical hybrid system. The main sources consist in an association of photovoltaic and fuel cell system. The secondary sources are a bank of batteries and a bank of supercapacitors. The sizing of secondary sources is realized to manage the power during the transient state and provide extra energy when the power of main sources is insufficient in steady state. The main sources provide the essential energy of the electrical hybrid system during steady state. The control of energy flows and power tracking used in this thesis are based on the flatness technique. This control system allows obtaining high dynamic properties in the power tracking and the regulation of system. The supervisor for sharing the power between the different storage devices is realized thanks to a fuzzy logic controller. This controller ensures that the bank of supercapacitors with its interface converter is used as a power filter and provides the energy in transient states. However, the bank of batteries provides or absorbs the energy in longer periods especially during recovery or overload modes, Ce mémoire traite du pilotage de systèmes hybrides de puissance électrique. Les sources principales d'énergie sont un système photovoltaïque et une pile à combustible. Les sources secondaires sont un pack de batteries et un pack de supercondensateurs. Le dimensionnement des sources secondaires est réalisé afin de gérer les transitoires de puissances et de fournir l'appoint d'énergie lorsque celle issue des sources principales est insuffisante. Les sources principales, quant à elles, fournissent l'énergie à la charge en régime permanent. Le contrôle des flux d'énergies et les asservissements de puissance utilisés dans cette thèse sont basés sur le concept de platitude des systèmes différentiels. Ils permettent d'obtenir des propriétés dynamiques élevées en asservissement et en régulation. Le superviseur, permettant de répartir la puissance entre les différents organes de stockage, est réalisé à base de contrôleur flou et assure que les supercondensateurs avec leur convertisseur d'interface sont utilisés comme filtre de puissance et apportent l'énergie en régime transitoire. En revanche, les batteries fournissent ou absorbent l'énergie sur des durées plus longues

This work deals with the study, design and building of a DC-DC converter, which is associated with a fuel cell source. According to the application, this converter should have a high voltage ratio which is about 12, and it is able to limit the ripple current of source below 1% of the maximum average current. A cascaded structure composed by two converters has been chosen and allows obtaining a high voltage ratio. The first stage is an interleaved Boost associated with a L-C input filter, to reduce ripple of the current delivered by the source. The second stage is a three-level Boost which reduces the voltage stress of the switches, thereby reducing losses of the converter. The control of the converter is defined basing on the use of a non-linear regulator. Thanks to use the flatness control, the global control is realized through the regulation of the intermediate voltage and of the power transited to the load. Finally, a small power test converter (3 kW) has been realized, in order to validate the converter operation and the proposed control, Ce travail concerne l'étude, le dimensionnement et la réalisation d'un convertisseur continu-continu, associé à une source de type pile à combustible. Pour l'application envisagée, ce convertisseur a un rapport de transformation élevé voisin de 12. De plus l'ondulation de courant est limitée à 1% du courant moyen maximal. La mise en cascade de deux convertisseurs a été retenue pour obtenir un rapport de transformation élevé. Le premier étage est un Boost entrelacé associé à un filtre d'entrée de type L-C, qui permettent de réduire fortement l'ondulation du courant de source. Le second étage est un Boost à trois niveaux qui permet de diminuer les contraintes en tension sur les interrupteurs, et de réduire ainsi les pertes du convertisseur. La commande du convertisseur est ensuite définie en se basant sur l'utilisation d'un régulateur non linéaire. La gestion globale du système est effectuée par la régulation de la tension intermédiaire et de la puissance transitée à la charge en utilisant les principes des commandes « plates ». Enfin un banc de tests à puissance réduite (3 kW) a été réalisé, afin de valider le fonctionnement du convertisseur et les régulations proposées

The power supply current of a smart card exhibits significant correlations with the data processed by its microcontroller. Power analysis attacks exploit these correlations to determine the secret keys of the embedded cryptosystems. This study deals with the design of an on-chip power supply system intended to protect smart card microcontrollers against power analysis attacks. The proposed system allows the microcontroller internal supply voltage to be regulated from the external supply voltage provided by the reader, while uncorrelating the external supply current from internal supply current. Its area and its efficiency respect the smart card constraints. Moreover, its architecture includes a new random clock generator based on, among other things, a double-scroll-like chaotic attractor. The system has been simulated with Eldo using the MM9 model and the parameters of a standard STMicroelectronics 0.18 µm CMOS process; the simulation results show its efficiency. Furthermore, the chaotic oscillator has been fabricated using the AMS 2P/4M 0.35 µm CMOS process; experimental measurements confirm the theoretical results.; Le courant d'alimentation d'une carte à puce présente des corrélations significatives avec les données traitées par son microcontrôleur. Les techniques de cryptanalyse dites « par analyse en courant » exploitent ces corrélations pour déterminer les clés secrètes des cryptosystèmes embarqués. Cette étude traite de la conception d'un système d'alimentation sur puce destiné à protéger les microcontrôleurs encartables contre les attaques par analyse en courant. Le nouveau système proposé permet de réguler la tension d'alimentation interne du microcontrôleur à partir de la tension d'alimentation externe fournie par le lecteur, tout en décorrélant le courant d'alimentation externe du courant d'alimentation interne. Sa surface et son rendement respectent les contraintes imposées par le support. De plus, son architecture inclut un nouveau générateur d'horloge aléatoire basé, entre autres, sur un attracteur chaotique de type « double-scroll ». Le système a été simulé avec Eldo et les paramètres MM9 d'un procédé CMOS 0.18 µm standard de la société STMicroelectronics; les résultats des simulations témoignent de son efficacité. Par ailleurs, l'oscillateur chaotique a été fabriqué suivant le procédé CMOS 0.35 µm 2P/4M du fondeur AMS; les mesures expérimentales confirment les résultats théoriques.

The power supply current of a smart card exhibits significant correlations with the data processed by its microcontroller. Power analysis attacks exploit these correlations to determine the secret keys of the embedded cryptosystems. This study deals with the design of an on-chip power supply system intended to protect smart card microcontrollers against power analysis attacks. The proposed system allows the microcontroller internal supply voltage to be regulated from the external supply voltage provided by the reader, while uncorrelating the external supply current from internal supply current. Its area and its efficiency respect the smart card constraints. Moreover, its architecture includes a new random clock generator based on, among other things, a double-scroll-like chaotic attractor. The system has been simulated with Eldo using the MM9 model and the parameters of a standard STMicroelectronics 0.18 µm CMOS process; the simulation results show its efficiency. Furthermore, the chaotic oscillator has been fabricated using the AMS 2P/4M 0.35 µm CMOS process; experimental measurements confirm the theoretical results., Le courant d'alimentation d'une carte à puce présente des corrélations significatives avec les données traitées par son microcontrôleur. Les techniques de cryptanalyse dites « par analyse en courant » exploitent ces corrélations pour déterminer les clés secrètes des cryptosystèmes embarqués. Cette étude traite de la conception d'un système d'alimentation sur puce destiné à protéger les microcontrôleurs encartables contre les attaques par analyse en courant. Le nouveau système proposé permet de réguler la tension d'alimentation interne du microcontrôleur à partir de la tension d'alimentation externe fournie par le lecteur, tout en décorrélant le courant d'alimentation externe du courant d'alimentation interne. Sa surface et son rendement respectent les contraintes imposées par le support. De plus, son architecture inclut un nouveau générateur d'horloge aléatoire basé, entre autres, sur un attracteur chaotique de type « double-scroll ». Le système a été simulé avec Eldo et les paramètres MM9 d'un procédé CMOS 0.18 µm standard de la société STMicroelectronics; les résultats des simulations témoignent de son efficacité. Par ailleurs, l'oscillateur chaotique a été fabriqué suivant le procédé CMOS 0.35 µm 2P/4M du fondeur AMS; les mesures expérimentales confirment les résultats théoriques.