En 2010, il conserve son titre après avoir notamment éliminé Chris Hoy en 1/4 de finale et Kévin Sireau en 1/2 finales. En finale, il bat facilement en deux manches Maximilian Levy. Il devient le premier Français à conserver son titre dans l'épreuve reine depuis Florian Rousseau en 1998. La suite de son année 2010 est marquée par une chute au printemps, puis au cours de l'été il attrape le virus de la dengue qui l'empêche de prendre part aux premiers championnats d'Europe sur piste élites. Il fait son retour lors de l'épreuve de Coupe du monde de Cali, où il remporte la vitesse par équipes. En fin d'année, il annonce dans un premier temps mettre un terme à sa carrière de cycliste sur piste après les Jeux olympiques de Londres pour s'adonner à l'athlétisme et au , mais il décide par la suite de continuer jusqu'aux Jeux de Rio en 2016.