Nuorten MM-kilpailuissa Barthélémy on saavuttanut kaksi mitalia. Vuonna 2008 Val Venostassa hän voitti kultaa sprintissä ja hopeaa 10 kilometrin vapaan hiihtotavan yhteislähtökilpailussa. Aikuisten arvokisoissa hän kilpaili ensimmäisen kerran Liberecin MM-kilpailuissa 2009, missä hän oli sprintissä 22:s. Oslon MM-kilpailuissa 2011 Barthélémy sijoittui sprintissä seitsemänneksi.[1]
Maastohiihdon maailmancupissa Barthélémy kilpaili ensimmäisen kerran La Clusaz'ssa joulukuussa 2006. Ensimmäiset maailmancupin pisteensä hän saavutti Düsseldorfin sprintissä joulukuussa 2008 oltuaan 19:s. Kymmenen parhaan joukkoon hän sijoittui ensimmäisen kerran Liberecin sprintissä tammikuussa 2011 oltuaan kuudes. Hänen paras sijoituksensa maailmancupissa on neljäs sija, jonka hän saavutti Szklarska Poręban sprintissä helmikuussa 2012.[1]
