D'abord gymnaste, elle décide de réorienter sa carrière à l'âge de 11 ans lorsqu'un entraîneur déclare qu'elle n'avait pas un corps de gymnaste. Elle se met à la pratique du plongeon et devient membre de l'équipe nationale canadienne en 1997. C’est en 2000, lors des Jeux olympiques de Sydney qu’Heymans fait son entrée sur la scène internationale en remportant avec Anne Montminy la médaille d’argent à l’épreuve du synchronisé. Aux même jeux, elle termine à l'épreuve individuelle à la tour de . Elle a ensuite remporté le titre de championne du monde à Barcelone en 2003 à la tour, devenant de ce fait la première canadienne à remporter la première place en compétition aux championnats du monde, après avoir remporté cette même année les championnats canadiens au plongeon de et à la tour de en éclipsant le record canadien à cette dernière épreuve. Aux jeux olympiques d'Athènes, Émilie a remporté, à l’épreuve du synchronisé, la médaille de bronze avec sa coéquipière Blythe Hartley.