Formé à l’OL où il est arrivé en 2002 en provenance d'Ambérieu en Bugey, Mathieu vit ses premiers matches en pro sous les couleurs du Red Star en 2011-12 (15 rencontres de National). Pour ses grands débuts sous le maillot lyonnais, il doit attendre le 2/11/13 contre Guingamp (2-0), où il remplace en cours de match son partenaire de formation Anthony Lopes. Cette année là, il dispute également une rencontre d’Europa League (Rijeka 1-1 OL) et le Derby (ASSE 1-2 OL).