En début de saison 2011, il établit un nouveau record national senior de l'heptathlon à Gand avec 5 901 points, améliorant de 44 points la meilleure marque nationale détenue depuis 2005 par son compatriote François Gourmet[2]. Il participe en juillet aux Championnats d'Europe espoirs à Ostrava et remporte le titre continental en devançant de justesse le Biélorusse Eduard Mihan et le Serbe Mihail Dudaš[3]. Van der Plaetsen établit un nouveau record de Belgique du décathlon avec 8 157 points, améliorant de 15 points la précédente marque nationale appartenant depuis 2008 à Frédéric Xhonneux. Malgré la mort de son père une semaine auparavant, le Belge se rend aux mondiaux de Daegu[4] où il bat quatre records personnels (100 m, hauteur, perche et longueur) pour terminer 13e avec 8 069 points.
En 2013, il remporte le décathlon de la 27eUniversiade disputée à Kazan en battant son record personnel[5]. En août, il décroche la 15e place aux Mondiaux de Moscou en établissant un nouveau record personnel, avec 8 255 points.
En février 2014, il bat à nouveau son record de Belgique de l'heptathlon, aux championnats des Pays-Bas à Apeldoorn, en totalisant 6 188 points[6]. Pour cela, il a amélioré son record personnel en saut en longueur (7,78 m) et au lancer du poids (14,14 m)[7], a remporté la hauteur à 2,08 m, a couru le 60 m en 7 s 24, le 60 m haies en 8 s 16, le 1 000 m en 2 min 44 s 64 et sauté 5,30 m à la perche. En août, il prend part aux championnats d'Europe à Zurich et termine 10e[8]. En septembre, il est testé positif à une hormone lors d'un contrôle, et découvre qu'il est atteint d'un cancer des testicules[9].
Après un traitement de chimiothérapie pour soigner son cancer, il reprend la compétition en juillet 2015 et remporte le décathlon à l'Universiade de Gwangju avec un total de 7 952 points. Fin août, il participe aux Mondiaux de Pékin et termine à la 14e place avec un total de 8 035 points. Le 7 juillet 2016, il remporte le décathlon des championnats d'Europe à Amsterdam avec 8 218 points, devançant Adam Sebastian Helcelet[10]. La même année, il termine huitième du décathlon aux Jeux olympiques avec un total de 8 332 points, son record personnel[11].
Après n'avoir terminé aucun décathlon en 2017, dont celui des Championnats du monde, le 27 mai 2018 il ne réalise que 8 007 points (13e) lors du meeting de Götzis[12].
En mai 2021, il améliore son record personnel du décathlon en réalisant 8 430 points au Hypo-Meeting de Götzis, ce qui lui permet de terminer 3e du concours et de se qualifier pour les Jeux olympiques de Tokyo[14]. Aux Jeux olympiques, il se blesse lors de la seconde épreuve du saut en longueur et doit abandonner son décathlon[15].
En juin 2024, aux Championnats d'Europe à Rome, il termine le décathlon à la 11e place avec 8 084 points. À la suite de ce résultat, il annonce ne plus participer à des compétitions internationales[16].
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