Ce travail présent différent phénomènes se produisant lors de la condensation dans un seul micro-canal en silicium où différentes instabilités hydrodynamiques ont été repérées et différents mécanismes physiques influençant les coefficients d'échange thermique ont été analysés. La micro-instrumentation du micro-canal par des micro-thermocouples dans un banc d'essais représente une véritable originalité de ce travail car elle permet de mesurer les températures de surface locales tout au long du micro-canal. La visualisation des structures des écoulements grâce à une caméra rapide CCD a permis de développer une procédure de traitement d'images pour caractériser les différents paramètres de l'écoulement diphasique dans le micro-canal. Ce travail montre que la densité du flux thermique local dépend non seulement du flux massique et du taux de condensation mais également de la structure de l'écoulement en condensation. Enfin, l'influence de la micro-structuration de surface sur la structure d'écoulement lors de la condensation dans un micro-canal est démontrée, et de nouvelles méthodes pour l'amélioration de l'intensification thermique sont fournies.