Les propriétés non linéaires des composites bio-sourcés sous un chargement thermomécanique sont étudiées dans ce travail. L'approche, basée sur un formalisme micromécanique, dérive les propriétés thermoélastiques du bio-composite. Elle prend également en compte l'anisotropie du matériau par les textures morphologique et topologique de la microstructure. L'extension du modèle micromécanique au comportement non linéaire est obtenue de la linéarisation des équations constitutives locales. Celle-ci- est basée sur la théorie du J2 en plasticité. Les modules tangents algorithmiques obtenus sont utilisés comme propriétés des phases dans d'homogénéisation micromécanique. Les résultats numériques sont comparés aux données de la littérature. Une application a été effectuée sur un composite de fibres de lin noyées dans une matrice polypropylène PP en fonction de la vitesse de déformation, la fraction volumique et la température.