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À l'âge de cinq ans, Sylvain Duthu commence le solfège à l'école de la Boîte à Musiques de Soues (Hautes-Pyrénées). Il y choisit comme instrument de prédilection le piano mais passe aussi quelques années derrière la batterie de l'orchestre de l'école. C'est à cette époque-là qu'il rencontre un autre élève musicien, pianiste, Laurent Garnier (bassiste de Boulevard des Airs).
C'est également à Soues qu'il est scolarisé (maternelle et primaire) et qu'il pratique le football au sein du club de Soues Cigognes Football Club. Il écrit et compose ses premières chansons à l'âge de 12 ans. Il fait ses premiers pas sur scène, lors des fêtes de fin d'année de l'école de musique ou dans les MJC du département. Il arrête complètement le football en 2000 pour créer son premier groupe de reprises, Oxymore, avec Laurent Garnier. Il poursuit sa scolarité à Tarbes au collège Victor Hugo, puis au Lycée Marie Curie. C'est là qu'il rencontre Florent Dasque en 2004. Ensemble, ils créent le groupe Boulevard des Airs, composé d'amis du lycée. Entre 2011 et 2021, le groupe sort cinq albums studio et se produit en France, en Allemagne, en Espagne, en Amérique latine et au Japon, et a notamment remporté une Victoire de la musique en 2019 dans la catégorie « Chanson originale de l'année » avec le titre Je me dis que toi aussi lors de la 34e cérémonie des Victoires de la musique.
En parallèle, Sylvain Duthu écrit et compose pour d'autres. Il a co-écrit et joué une pièce de théâtre musicale jeune public.
Il s'essaie aux arts visuels en tant que co-scénariste de plusieurs clips de Boulevard des Airs (Cielo ciego, San Clemente, Emmène-moi) et en tant que photographe amateur.
Le 8 mars 2023, Sylvain Duthu signe pour son premier album solo avec le label Tôt ou tard qui sortira le 6 septembre 2024.
