Voici une solution. Elle consiste à définir un nouveau format, de manière à y inclure un environnement `multicols`. Pour que ça fonctionne, il faut choisir l'option `singlelinecheck` qui désactive le centrage du contenu de `caption`. Normalement, ce ne devrait pas être un problème, dans la mesure où `\caption` occupera toute la largeur de la page dans un environnement `multicols`.
Démo pour les amateurs de la première Renaissance italienne :
\documentclass{article}
\usepackage[showframe]{geometry}%
\usepackage{graphicx}
\usepackage{multicol}
\usepackage{lipsum}
\usepackage{caption}
\DeclareCaptionFormat{twocol}{\vspace*{-\baselineskip}\begin{multicols}{2}#1#2#3\end{multicols}}
\begin{document}
\begin{figure}[hbtp]
\centering\captionsetup{singlelinecheck=false, format=twocol, labelfont=bf}
\includegraphics[width=\linewidth]{Piero_di_Cosimo_1}
\caption[]{\lipsum[1-2]}
\end{figure}
\end{document}
<img src="http://texnique.fr:80/osqa/upfiles/two-columncaption.png" src="/upfiles/two-columncaption.png" style="width: 100%;"/>
**Rajoutis:**
Cela fonctionne encore pour une fgure qui n'occupe pas toute la largeur du texte si on la place dans l'environnement `measuredfigure` (défini par l'extension `threeparttable`) :
\begin{figure}[hbtp]
\centering\captionsetup{singlelinecheck=false, format=twocol, labelfont=bf}
\begin{measuredfigure}
\includegraphics[width=0.75\linewidth]{loupnorstein2}
\caption[]{\lipsum[1-2]}
\end{measuredfigure}
\end{figure}
<img src="http://texnique.fr:80/osqa/upfiles/two-columncaption2.png" src="/upfiles/two-columncaption2.png" style="width: 100%;"/>