Dans le but d'améliorer les performances mécaniques des composites à fibres de basalte et matrice époxy, différents types de traitement des fibres de basalte ont été comparés : un ensimage commercial, un traitement thermique capable d'éliminer cette couche d'ensimage et un procède de polymérisation par plasma. Les fibres de basalte ont été caractérisées à la fois en terme de morphologie superficielle, par des observations FE-MEB, et en terme de composition chimique, par analyse IRTF. La qualité de l'adhésion interfaciale fibre/matrice a été analysée grâce à des essais de fragmentation sur des composites monofilamentaires. Les résultats montrent que le procédé de polymérisation par plasma est capable de créer un revêtement homogène de tétravinylsilane sur la surface des fibres de basalte, et donc de produire une augmentation significative de l'adhésion fibre/matrice. De plus, la rugosité de la surface des fibres de basalte non traitées et traitées a été mesurée par microscope à force atomique (AFM). Cette analyse met en évidence la corrélation qui existe entre la rugosité de surface et la qualité de l'adhésion interfaciale. Enfin, des observations de l'interface basalte/époxy par micro-tomographie par rayons X ont permis de confirmer les résultats obtenus lors des tests de fragmentation.