Catherine Melain (née le 19 mai 1974 à Rennes), plus communément appelée Cathy Melain, est une joueuse de basket-ball française qui a mis fin à sa carrière de joueuse en 2009. Elle est double championne d'Europe avec l'Équipe de France, en 2001 et 2009. Avec son club de Bourges, elle remporte à trois reprises la compétition de clubs la plus importante en Europe, l'Euroligue.
Fille unique, elle pratique d'abord le judo, mais, en raison de sa taille, elle se voit opposer à des filles ou des femmes plus âgées et plus fortes qu'elle, ce qui la démotive de ce sport. Elle découvre par hasard le basket-ball et rejoint le club de sa commune, le SC Le Rheu. Après un déménagement, elle rejoint l'Avenir de Rennes. Désormais passionnée, elle rejoint un sport-études. Avec son club de Rennes, elle est rapidement surclassée pour évoluer avec l'équipe sénior qui évolue en Nationale 2, équipe alors dirigée par Hervé Coudray.
Elle rejoint ensuite l'INSEP: les autres filles sont Nathalie Lesdema, Laure Savasta, Audrey Sauret, Sandra Le Dréan, Nicole Antibe. Ces filles, qui forment l'ossature de l'équipe de France quelques années plus tard, remportent ensemble un premier titre avec le championnat de France de Nationale 2 en 1992.
Après l'INSEP, elle rejoint le Tarbes Gespe Bigorre pour la saison 1993-1994. Le club termine à la troisième place du championnat de France et termine sa carrière européenne en demi-finale de la Coupe Ronchetti, compétition où elle contribue à hauteur de 6,8 points, 2,4 rebonds et 1,3 passe par rencontre. Elle signe ensuite pour le club d'ASPTT Aix-en-Provence où elle joue pendant une saison.
Elle rejoint le nouveau champion de France en titre, le club de Bourges, entraîné par Vadim Kapranov et dirigée sur le terrain par Yannick Souvré. Le club, pour sa première participation en Coupe des clubs champions, atteint le Final Four. Lors de cette compétition, les statistiques de Melain sont de 6,9 points, 3,2 rebonds, 1,4 passe. Sur la scène nationale, Bourges remporte le championnat de France et le tournoi de la Fédération.
La saison suivante, le club berruyer confirme son bon niveau européen en atteignant de nouveau le Final Four de l'Euroligue. Lors de celui-ci, les joueuses de Bourges sont privées de leur entraîneur, Kapranov, en raison du décès de sa fille. Sous la direction de son adjoint Olivier Hirsch, la demi-finale face aux italiennes de Côme est remportée sur le score de 68 à 58 avant que les Allemandes de Wupperthal cèdent devant les Berruyères par 71 à 52. Lors de cette rencontre, Cathy Melain contribue à hauteur de 18 points en 34 minutes, à 6 sur 11 aux tirs, et 5 rebonds. Elle est la deuxième marqueuse de son équipe derrière Isabelle Fijalkowski qui marque 24 points. Elle remporte également son deuxième titre de championne de France, 71 à 59 lors de la manche décisive face à Valenciennes.
Pour la troisième saison consécutive, Bourges dispute le Final Four en Euroligue. Celui-ci se déroule dans la salle du Prado à Bourges. L'opposition face au rival français de Valenciennes voit les Berruyères l'emporter sur le score de 69 à 48. En finale, Bourges rencontre la meilleure attaque de la compétition, le club espagnol de Getafe Madrid, dont le jeu repose en grande partie sur les 2,13 m de la Polonaise Małgorzata Dydek. Grâce à la future MVP du Final Four Anna Kotocova, Bourges remporte son deuxième titre consécutif sur le score de 76 à 64. Bourges remporte de nouveau le championnat de France, face à Valenciennes 51 à 38, mais laisse la victoire à ce même adversaire lors du tournoi de la Fédération sur le score de 59 à 57. Sur le plan individuel, Melain termine MVP du All Star Game français.
Pour la première saison de la Ligue féminine de basket, en 1998-1999, la finale voit Bourges l'emporter face à Valenciennes-Orchies par deux victoires à une, 87 à 52 lors de la rencontre décisive. Cathy Melain, avec 15,1 points de moyenne, est nommée MVP de la compétition. Plus tôt dans la saison, les Berruyères ont également remporté le tournoi de la Fédération, face à Aix-en-Provence sur le score de 54 à 42. Sur la scène européenne, Bourges échoue en quart de finale face aux futures vainqueures de la compétition, les joueuses de Ružomberok avec une défaite 65 à 58 lors de la rencontre décisive.
C'est ce dernier club de Ruzomberok, en l'emportant 67 à 64, qui prive Melain et ses coéquipières d'un troisième titre en Euroligue lors de la finale 2000, après que les Berruyères ont éliminé les Russes du Dynamo Moscou sur le score de 58 à 55 en demi-finale. Le titre européen se décide après deux prolongations. Lors de cette rencontre, Cathy Melain dispute 48 des 50 minutes de la rencontre, marque 24 points à 7 sur 11 et capte 5 rebonds. Elle est également élue meilleure joueuse du Final Four de la compétition. Comme lors de la saison précédente, Bourges remporte le tournoi de la Fédération et le championnat de France (deux victoires à zéro, 65 à 60 après prolongation et 62 à 57), Melain remportant son deuxième titre consécutif de meilleure joueuse de la LFB.
La compétition entre les deux clubs phares du basket-ball féminin français, Bourges et Valenciennes, franchit une nouvelle étape lors de la saison 2000-2001. Les deux clubs se retrouvent en finale de l'Euroligue 2001 lors du Final Four de Messine, après avoir éliminé respectivement Pecs et Brno en demi-finales. Après un début de rencontre dominé par Valenciennes, puis un écart de +10 en faveur de Bourges à la 24e minute, les deux équipes sont au coude à coude lors des dix dernières minutes de la rencontre. C'est finalement Melain qui va emporter la décision pour son équipe: après une égalisation de l'USVO, elle reçoit la balle sur la remise en jeu, traverse le terrain et va déposer le ballon. Elle termine meilleure marqueuse de son équipe avec 18 points à 5 sur 13, captant 3 rebonds. Quelques semaines plus tard, Valenciennes prend sa revanche en finale du championnat, l'emportant deux victoires à zéro, 63 à 62 puis 81 à 71 après prolongation. Pour la troisième saison consécutive, Cathy Melain est désignée meilleure joueuse de la LFB.
La saison suivante, Bourges échoue en quart de finale de l'Euroligue 2002 face au club italien de Parme (défaite 66 à 58 et 72 à 57), l'USVO lui succédant au palmarès de la compétition. Pour la septième saison consécutive, la finale oppose les deux clubs. C'est de nouveau Valenciennes qui remporte le titre, 77 à 51 puis 72 à 62. Lors des deux autres compétitions nationales, la Coupe de France et le tournoi de la Fédération, c'est de nouveau Valenciennes qui empêche son adversaire de remporter un titre, à chaque fois en finale et sur les scores respectifs 73 à 70 et 77 à 56.
La saison 2003 est également vierge de titre. De plus, pour la première fois depuis 1994, Bourges ne parvient pas en finale du championnat. C'est également le cas lors des deux autres compétitions nationales. En Euroligue 2003, le club de Bourges atteint le Final Four, qu'il accueille pour la seconde fois de son histoire. Lors de la demi-finale qui l'oppose à Valenciennes, les « tangos », handicapées par les blessures de Souvré et Alicia Poto et les forfaits de Slobodanka Tuvić et Vedrana Grgin-Fonseca, perdent la rencontre 89 à 57. Le titre est finalement remporté par les russes d'UMMC Iekaterinbourg.
Cette saison est la dernière de Souvré. Cathy Melain, après un Final Four raté et une entorse, se lance un nouveau défi et décide de relancer sa carrière en rejoignant un championnat étranger, l'Italie, dans le club de Reyer Venise. Elle y découvre un nouveau rôle, celui de l'étrangère sur lequel repose la responsabilité du jeu. Pour sa première saison, le club termine à la quatrième place du championnat, dispute la finale de la Coupe d'Italie. Elle contribue à ce que son club retrouve la coupe d'Europe, la FIBA Europe Cup, lors de la saison 2004-2005 où elle apporte 13 points et 6,6 rebonds.
Après deux saisons, elle retrouve son ancien club de Bourges. Ce retour dans une équipe désormais dirigée par Pierre Vincent se concrétise par trois titres nationaux, victoires 61 à 56 en coupe de France, 72 à 65 en tournoi de la Fédération et deux victoires à une (68 à 56, 66 à 85 et 71 à 58), trois titres au détriment de Valenciennes. Sur la scène européenne, Bourges échoue en quarts de finale lors du match décisif, disputé à Bourges, face à Brno sur le score de 70 à 69. Durant cette saison, elle obtient un titre de meilleure joueuse de la semaine en Euroligue (Player of the week) pour une performance de 20 points à 5 sur 6 à 3 points, 5 rebonds, 4 passes lors d'une victoire 75 à 65 contre Brno.