Après avoir débuté très jeune l’apprentissage de la flûte traversière, Éléonore Gagey étudie le chant à Paris, puis à la Haute Ecole de Musique de Lausanne dont elle sort diplômée en 2020. 

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En 2019, elle fait partie des jeunes talents du festival international Lyrique en Mer, avant de remporter l'année suivante le Troisième Prix du Concours International des Nuits Lyriques de Marmande. 

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En 2022, elle incarne Cherubino (Le Nozze di Figaro) à l'Opéra de Saint-Etienne, ainsi que Cillene et La Difficoltà (Le Amazzoni nell’Isole fortunate de Pallavicino) à Potsdam et au Festival de Beaune avec les Talens lyriques sous la direction de Christophe Rousset, sans oublier Carmen (Carmen, Reine du cirque) à l'Opéra Grand Avignon. 

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En 2023, elle est Carmen en Corée du Sud, Clotilde (Norma) à l'Opéra de Lausanne, avant d'incarner Aristeo (L’Orfeo de Sartorio) sous l'égide de l'ARCAL au Théâtre de l'Athénée puis en tournée française avec l’ensemble Artaserse sous la direction de Philippe Jaroussky. 

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L'année suivante, elle chante notamment Rosina (Il Barbiere di Siviglia) à l'occasion des Concerts au Coucher de Soleil à Oppède, ainsi que le rôle de Myrtale (Thaïs) à Saint-Etienne, avant de retrouver Aristeo à l'occasion d'une nouvelle tournée. 

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Récemment, elle est à nouveau Rosina à l'Opéra de Reims et incarne la Troisième Dame (Die Zauberflöte) à Saint-Etienne, Aurore (Les Contes de Perrault de Fourdrain) avec les Frivolités Parisiennes à l'Opéra de Dijon, ainsi que Madame Noé (L’Arche de Noé de Britten) à l’Atelier Lyrique de Tourcoing et la partie de mezzo-soprano solo dans la Messa da Requiem de Verdi à Melun. 

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Parmi ses projets, citons notamment Rosina à l'Opéra de Massy et Aurore à l'Opéra National de Lorraine.  

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Avec le guitariste Guillaume Bleton, elle enregistre son premier album, Romancero, paru chez le label Paraty.