Polleunis war bereits 1968 Olympiateilnehmer, hatte aber im 10.000-Meter-Lauf aufgegeben. 1971 gewann er den belgischen Meistertitel im Crosslauf und im 10.000-Meter-Lauf. Er sollte in seiner Karriere noch weitere Meistertitel gewinnen: 1973 und 1978 im Crosslauf, 1976 und 1979 über 5000 Meter. Bei seinem zweiten Olympiastart 1972 belegte er den 14. Platz im Finale, nachdem er fast fünfzig Sekunden langsamer gelaufen war als im Vorlauf. Nur wenige Tage nach den Olympischen Spielen begleitete er Gaston Roelants bei dessen Weltrekordversuch im Stundenlauf; in diesem Rennen verbesserte Polleunis den Weltrekord im 10-Meilen-Lauf auf 46:04,2 min. Anfang 1973 belegte er nach seinem Meisterschaftsgewinn bei den ersten Crosslauf-Weltmeisterschaften den fünften Platz. Zusammen mit Gaston Roelants, Erik De Beck, Erik Gyselinck, Karel Lismont und Marc Smet gewann er den Titel in der Mannschaftswertung. Bei den Halleneuropameisterschaften 1973 in Rotterdam gewann er hinter seinem Löwener Vereinskollegen Emiel Puttemans die Silbermedaille. Bei den Europameisterschaften 1974 in Rom gewann Polleunis seinen Vorlauf sicher, im Finale fiel er weit zurück und kam schließlich als 15. und Letzter ins Ziel.