Agnel voitti Budapestin EM-kilpailuissa 2010 kultaa 400 metrillä ajalla 3.46,17 sekä sai hopeaa 4 × 100 metrin vapaauintiviestissä ja pronssia 4 × 200 metrin vapaauintiviestissä. Saman vuoden Dubain lyhyen radan MM-kilpailuissa hän kuului Ranskan kultajoukkueeseen 4 × 100 metrin vapaauintiviestissä ja pronssijoukkueeseen 4 × 200 metrin vapaauintiviestissä. Shanghain MM-kilpailuissa 2011 hän kuului Ranskan hopeajoukkueeseen 4 × 200 metrin vapaauintiviestissä. Kesäolympialaisissa 2012 Agnel voitti kultaa 200 metrin vapaauinnissa ajalla 3.43,14. Lisäksi hän oli mukana Ranskan 4 × 100 metrin vapaauintiviestijoukkueessa, joka otti matkan loppukilpailussa olympiakultaa ajalla 3.09,93. Kahden kullan lisäksi Agnel voitti vielä olympiahopeaa yhdessä Ranskan muun joukkueen kanssa 4 × 200 metrin vapaauintiviestistä. 100 metrin vapaauinnissa hän oli neljäs.