Flameng deltok på fire av distansene i sykkel under de første olympiske lekene i moderne tid i Athen 1896. Han gjorde det best på de lengre distansene, han vant 100 kilometer på tiden 3.08.19,2. Konkurransen foregikk på velodromen i Neon Faleron og etter 150 runder var han og Georgios Kolettis langt foran de andre konkurrentene. Da Kolettis' sykkel gikk istykker og trengte å repareres, stoppet Flameng i god sportsånd og ventet til grekerens sykkel var iorden. Flameng vant overlegent elleve runder foran Kolettis, som var den eneste konkurrenten som gjennomførte rittet. På 10 kilometer fikk han samme tid, 17.54,2 som sin landsmann Paul Masson, som ble olympisk mester på distansen. På sprintdistansen 2 kilometer kom Flameng på tredjeplass, og på 333 meter fikk han tiden 27,0 sekunder og kom på delt femteplass.