L'invention se rapporte à un procédé de fabrication d'une pièce (111) en matériau composite, ledit procédé comprenant les étapes suivantes: une étape de dépôt d'un ou de plusieurs plis (12, 13) structuraux imprégnés d'une résine (15) thermodurcissable pour former une couche structurale, une étape de dépôt d'une couche de surface en empilement avec les plis structuraux, ladite couche de surface étant formée d'un assemblage (117) d'une ou plusieurs fibres (118) de résine thermoplastique, ledit assemblage étant déformable selon au moins deux directions, ladite résine thermoplastique ayant une température de fusion proche d'une température de polymérisation de ladite résine thermodurcissable, puis, une étape de polymérisation de la couche structurale à la température de polymérisation, la couche de surface prenant alors la forme d'un film continu revêtant la couche structurale. Ladite couche de surface peut assurer le drainage de l'air pendant l'étape de polymérisation.