Actuellement, le développement de la chimie "verte" est l'une des solutions prometteuses pour faire face aux problèmes environnementaux. Cette chimie est notamment basée sur l'utilisation de solvants et de réactifs non toxiques. Dans ce contexte, les solvants eutectiques profonds DES ont été sélectionnés en raison de leurs propriétés intéressantes comme leur faible toxicité, leur biodégradabilité, leur recyclabilité... Cette thèse vise à étudier les DES pour un prétraitement « vert » permettant de produire des microfibrilles de cellulose. Tout d'abord, les effets des DES sur les fibres de cellulose et les propriétés du papier ont été étudiés en utilisant plusieurs techniques de caractérisation. Il a été démontré que les traitements aux DES s’apprentent à un « raffinage chimique » grâce à leurs effets de fibrillation interne et externe des fibres. La production de MFC à partir de fibres traitées a été étudiée en utilisant un broyage ultrafin, ce qui permet d'obtenir des MFC de haute qualité avec une consommation d'énergie comparable à celle d’un prétraitement enzymatique conventionnel. De plus, la production de MFC à haute concetration a été étudiée en utilisant une extrudeuse à double vis.