Les matériaux composites utilisent, de plus en plus, des renforts à base de fibres naturelles (lin, chanvre, sisal, miscanthus…) du fait de leur faible coût, de leur densité inférieure à celle des renforts traditionnels (verre, carbone…) et du caractère renouvelable de ces fibres. Lors du procédé de compoundage par extrusion, les fibres subissent une réduction importante de leur longueur et de leur ratio longueur/diamètre, ce qui nuit à l'augmentation des propriétés mécaniques recherchée. Cette étude porte sur la compréhension du mécanisme de défibrage (diminution de longueur et de diamètre) de fibres ligno-cellulosiques de chanvre associées à une matrice polycaprolactone (PCL), dans une extrudeuse bivis de laboratoire. Le comportement rhéologique de la matrice seule et du mélange PCL/fibres de chanvre a été mesuré. L'influence des conditions opératoires (débit, vitesse de rotation) sur l'évolution des longueurs et des diamètres des fibres de chanvre a été étudiée. Il a été montré qu'une faible vitesse de rotation et un débit élevé permettaient de limiter les phénomènes de décohésion et de fragmentation des fibres. La longueur des fibres peut être reliée à l'énergie mécanique spécifique (EMS) fournie au matériau au cours du procédé d'extrusion. En se fondant sur des études déjà réalisées sur l'évolution de la longueur de fibres de verre le long d'une extrudeuse bivis, il a été établi un modèle phénoménologique d’évolution de la longueur de fibres ligno-cellulosiques en fonction de l'EMS, calculée à l'aide du logiciel de simulation Ludovic©.