L'evaporation d'une molecule d'eau se traduit par la rupture d'une ou plusieurs liaisons hydrogenes. Ces liaisons hydrogenes sont a l'origine de nombreuses proprietes remarquables de l'eau. A l'echelle macroscopique, l'eau est connue pour son efficacite a thermaliser un systeme, tandis qu'au niveau microscopique, un transfert ultrarapide d'energie vibrationnelle par l'intermediaire des liaisons hydrogene est observe. Qu'en est-il a l'echelle d'une nanogoutte lorsque qu'un nombre limite de molecules entre en jeu? Dans l'experience realisee aupres du dispositif DIAM de l'IPN de Lyon, la relaxation d'une nanogoutte d'eau protonee est observee apres excitation electronique d'une de ses molecules. La mise en oeuvre d'une methode d'imagerie de vecteur vitesse associee a la technique COINTOF (COrrelated Ion and Neutral Time-Of-Flight) a permis la mesure de la distribution de vitesse de molecules evaporees d'agregats d'eau protones, prealablement selectionnes en masse et en energie. La forme des distributions de vitesse mesurees montre que, meme pour des nanogouttes composees de quelques molecules d'eau, l'energie est redistribuee dans la goutte avant evaporation. Pour des nanogouttes contenant moins d'une dizaine de molecules d'eau, les distributions de vitesse mesurees sont proches de celles attendues pour des gouttes macroscopiques. La redistribution statistique de l'energie apparait comme un processus de relaxation dominant. Cependant, la mesure de la distribution des vitesses met aussi en evidence une contribution distincte a haute vitesse, correspondant a l'ejection d'une molecule avant redistribution complete de l'energie. Les distributions de vitesse mesurees pour des nanogouttes d'eau lourdes deuterees mettent en evidence une proportion d'evenements non-ergodiques plus importante que pour l'eau normale. Les mesures realisees avec differents atomes cibles montrent que la proportion d'evenements non-ergodiques diminue avec la diminution de l'energie deposee dans la nanogoutte. (auteur)