En 2021, Senne Thonnon s'impose sur l'étape inaugurale du Ster van Zuid-Limburg. La même année, il se fait remarquer au niveau international en terminant troisième du contre-la-montre du Keizer der Juniores et dixième de La Philippe Gilbert Juniors. Il poursuit ensuite sa carrière dans les rangs espoirs (moins de 23 ans). Sa progression est cependant entravée par des chutes et des fractures en 2023[1],[2]. Il parvient néanmoins à devenir champion du Limbourg du contre-la-montre à de multiples reprises.
Lors de la saison 2025, il réalise ses meilleures performances chez les amateurs en obtenant sept victoires. Bon puncheur, il remporte notamment deux étapes ainsi que le classement général des Trois Jours de Cherbourg[3]. Il se classe également quatrième du Triptyque ardennais, ou encore dix-septième de Liège-Bastogne-Liège espoirs. Après ses résultats, il s'engage initialement avec le BEAT Cycling Club pour la saison 2026. Il rompt toutefois cet accord au mois d'octobre en raison d'une proposition de l'équipe Flanders-Baloise, qui lui offre un premier contrat professionnel d'un an[4].
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