Dopo una carriera di modella negli anni dell’adolescenza, soprattutto per Hermès, inizia a recitare grazie a Tornatore, che la vuole per un ruolo di primo piano ne La leggenda del pianista sull’oceano (1998). Dopo un altro film italiano, Canone inverso di Ricky Tognazzi (2000), torna in Francia per 15 agosto di Patrick Alessandrin (2001), Jojo la frite di Nicolas Cuche (2002), Pardonnez-moi di Maïwenn (2006). Grazie al successo di Babylon A.D. di Mathieu Kassovitz (2008), in cui è a fianco di Vin Diesel, e al César come migliore promessa femminile conquistato con Le Dernier pour la route di Philippe Godeau (2009), lavora per alcuni dei maggiori autori contemporanei, da Bertrand Tavernier (La Princesse de Montpensier, 2010) a André Téchiné (Impardonnables, 2011), da Terry Gilliam (The Zero Theorem, 2013) a Denys Arcand (Le Règne de la beauté, 2014).

Nel 2016 la vedremo protagonista de La danseuse, film biografico dedicato a Loïe Fuller e alle Folies Bergères, con Gaspard Ulliel e Louis Garrel.