L'invention concerne un procédé de polymérisation rapide, de durcissement ou d'une combinaison des deux d'une composition polymérisable ou durcissante en vue d'obtenir des polymères et des matériaux composites à base de ces polymères, grâce à l'utilisation d'énergie micro-onde à faible longueur d'onde. Le procédé de l'invention s'applique généralement à la transformation chimique de toute matière organique pouvant subir un traitement thermique. L'invention concerne également des matériaux de durcissement et de polymérisation particulaires spécialement préparés qui, une fois dispersés et irradiés dans une composition polymérisable ou durcissante, vont favoriser la polymérisation rapide, le durcissement ou une combinaison de polymérisation et de durcissement de ladite composition, sans dépasser la température de décomposition de la composition polymérisable ou durcissante lorsque cette dernière est exposée au rayonnement micro-onde. L'agent de polymérisation peut également être encapsulé dans un matériau de revêtement afin d'empêcher sa libération prématurée dans la composition polymérisable ou durcissante.