Célia Aymonier dispute ses premiers mondiaux junior lors de l'édition 2009 disputée en France à Praz de Lys où elle est 29e du sprint, 48e de la poursuite et neuvième du sprint. L'année suivante, lors de l'édition de Hinterzarten, elle termine neuvième du sprint, 26e du cinq kilomètres classique 31e de la poursuite et septième du relais. Lors de cette année, elle remporte en ski de fond le classement général de la Coupe OPA Cup, ou Coupe des Alpes, en catégorie junior. Elle fait ses débuts en Coupe du monde en à La Clusaz lors d'un quinze kilomètres libre départ en ligne où elle termine 52e. Pour l'édition 2011 des mondiaux junior, disputée à Otepää, elle termine douzième du cinq kilomètres libre, 23e du sprint; elle abandonne lors de la poursuite et termine dixième du relais. En 2012, elle concourre en moins de 23 ans lors des mondiaux d'Erzurum où elle obtient la dixième place du sprint, la 24e du dix kilomètres classique et 28e du skiathlon. Lors de cette année 2012, pour sa première année en sénior, elle remporte la OPA Cup ce qui lui garantit de participer aux épreuves de Coupe du monde pour la saison suivante[3]. Elle dispute le début de la coupe du monde 2012-2013. À Liberec, pour les mondiaux des moins de 23 ans, elle termine 18e du sprint et huitième du skiathlon. Elle est également présente aux Mondiaux de Val di Fiemme. Elle est éliminée lors des qualifications du sprint, termine 36e du skiathlon et termine dixième du Team sprint où elle est alignée avec Coraline Hugue. Elle fait ensuite partie du relais, avec Aurore Jean, Anouk Faivre-Picon et Coraline Hugue, qui termine à la sixième place[4].
Elle remporte la médaille d'argent du dix kilomètres classique des mondiaux moins de 23 ans 2014 à Val di Fiemme, derrière la Norvégienne Martine Ek Hagen[5]. La veille, elle avait terminé neuvième du sprint libre. Elle enchaine par les Jeux olympiques de Sotchi. où elle est notamment quatrième en relais. Elle termine 20e du skiathlon, puis est éliminée lors des qualifications du sprint, avant de terminer 25e du dix kilomètres classique. Avec le relais français, également composé de Coraline Thomas Hugue, Anouk Faivre-Picon et Aurore Jean, elle termine quatrième, meilleure performance du relais féminin en grand championnat, la victoire étant remportée par la Suède devant la Finlande et l'Allemagne[6]. Elle termine également onzième du Team sprint associée avec Aurore Jean. Elle termine à la 64e place du classement général de la coupe du monde. Elle participe au tour de ski, obtenant une 19e place du sprint libre du Val Mustair, puis une 17e place du cinq kilomètres classique de Toblach. Elle termine finalement la compétition à la 30e place.
Quart de finale des mondiaux 2015.
Lors de la saison 2014-2015, elle obtient ses premiers points à Davos avec la 28e place du dix kilomètres classique, puis une 24e place une semaine plus tard et toujours sur le même site, sur le dix kilomètres libre. En janvier, elle dispute des courses à Rybinsk, terminant tout d'abord neuvième du dix kilomètres libre[7]. Le lendemain, elle échoue en demi-finale du sprint[8]. Lors de la troisième course de cette étape, elle obtient la 21e place du skiathlon[9]. Elle obtient ensuite une quatorzième place à Oestersund sur dix kilomètres libre[10]. Lors des Mondiaux de Falun, elle s'incline lors des quarts de finale du sprint pour terminer 28e[11] avant de terminer sixième avec Coraline Thomas Hugue du Team sprint[12]. Elle est ensuite 18e du dix kilomètres libre, où Anouk Faivre-Picon termine cinquième[13]. Avec le relais, elle termine à la huitième place[14]. Lors de sa dernière course, le trente kilomètres, elle termine à la 27e place.
En , Celia Aymonier annonce son choix de changer de discipline pour retourner au biathlon, discipline qu'elle pratiquait chez les jeunes avant de l'abandonner en 2007[15]. Son bilan en ski de fond est alors de deux Top 10, deux Top 15, cinq Top 20 et cinq Top 30 en individuel[15].
Biathlon
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Célia Aymonier termine à Idre à la troisième place du sprint, première course de la saison 2015-2016 en IBU Cup[16], ce qui lui permet d'être sélectionnée pour la Coupe du monde de biathlon, à Hochfilzen, où elle dispute sa première épreuve dans l'élite le . Début janvier, elle retrouve le circuit IBU lors de l'étape de Nové Město où elle termine troisième d'un sprint[17] avant de terminer cinquième du deuxième sprint disputé sur ce site, course remportée par Anaïs Chevalier[18]. Elle participe ensuite à son premier relais en coupe du monde à Ruhpolding où la France termine septième.
Le , lors de la coupe du monde 2016-2017, elle obtient son premier podium avec le relais à Pokljuka, avec la deuxième place derrière l'Allemagne, accompagnée d'Anaïs Chevalier, Justine Braisaz et Marie Dorin[19]. Lors du relais suivant, en janvier à Ruhpolding, elle assure le rôle de dernière relayeuse lors de la deuxième place derrière l'Allemagne, Anaïs Bescond prenant la place de Marie Dorin[20]. En février, lors des mondiaux d'Hochfilzen, elle fait partie du relais, avec Anaïs Chevalier, Justine Braisaz et Marie Dorin, qui remporte la médaille de bronze, derrière l'Allemagne et l'Ukraine[21]. Sur le plan individuel, elle termine 25e de l'Individuel, neuvième du sprint, où Anaïs Chevalier remporte la médaille de bronze et Marie Dorin termine septième[22], neuvième de la poursuite[23] et 17e de la mass-start. En mars, à Kontiolahti, elle obtient son meilleur résultat en coupe du monde en terminant septième d'un sprint remporté par Tiril Eckhoff[24]. Le lendemain, elle termine huitième de la poursuite, remportée par Laura Dahlmeier[25]. En fin de saison, elle se déclare satisfaite de celle-ci qui la voit progresser de la 48e place au 21e rang mondial[26].
Elle obtient son premier Top 10 de la saison 2017-2018 lors de l'Individuel d'Hochfilzen où elle termine dixième. Lors de cette étape, elle termine troisième avec le relais également composé de Marie Dorin-Habert, Justine Braisaz et Anaïs Bescond[27]. En France, au Grand-Bornand, elle termine respectivement 32e, 22e et 16e du sprint, de la poursuite et de la mass-start. 28e du sprint puis 15e de la poursuite, elle participe à la victoire du relais français, avec Anaïs Bescond, Anaïs Chevalier et Justine Braisaz à Oberhof, première victoire dans la discipline depuis deux ans[28]. Lors de l'étape de Ruhpolding, elle abandonne lors de l'Individuel en raison d'un mal de dos. Quatrième relayeuse derrière Marie Dorin, Anaïs et Chloé Chevalier, elle part en troisième position, mais en manque de confiance, elle est en grande difficulté sur le pas de tir et doit concéder deux tours de pénalité et termine à la neuvième place[29],[30]. Celia Aymonier réussit le premier 10 sur 10 de sa carrière en sprint lors de la dernière étape de la Coupe du monde 2018-2019 le à Olso, ce qui débouche à son meilleur résultat international, et sa première « cérémonie des fleurs », puisqu'elle se classe quatrième de la course remportée par Anastasia Kuzmina[31].
Célia Aymonier a la particularité d'être la seule biathlète du circuit à concourir très souvent sans gants et ce à l'instar de son père, qui lui aussi pratique le ski mains nues.
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