En el Campeonato Mundial Juvenil de Atletismo de 2011, celebrado en Lille, Francia, finalizó en el cuarto lugar en la competición de heptatlón con un total de 5366 puntos.[3] Al año siguiente, en ese mismo evento, acabó en el decimocuarto lugar del Campeonato Júnior.[4] El 3 de febrero de 2013, rompió la plusmarca mundial júnior de pentatlón en interior en un encuentro en Gante. Thiam obtuvo un total de 4558 puntos.[5]
No obstante, en marzo de 2013, la marca fue desaprobada, debido a la falta de una prueba antidopaje en el día de la competición. La prueba se realizó el día siguiente, fuera de la fecha límite.[6] En julio de ese año, ganó la medalla de oro en heptatlón en el Campeonato Europeo Júnior de Atletismo, con un nuevo récord belga de 6298 puntos.[7] El 13 de agosto, ganó la competición de heptatlón en los Juegos Olímpicos de Río de Janeiro 2016.[8]