Le Dr Thibault a fait ses débuts en tant que chercheur en chimie des protéines au Conseil national de recherche du Canada. De 2001 à 2004, il a dirigé le service d’analyse des protéines de Caprion Pharmaceuticals.

Il s’est ensuite joint à l’Institut de recherche en immunologie et en cancérologie (IRIC) de l’Université de Montréal, où il dirige l’unité de recherche en protéomique et le Centre d’analyse protéomique et chimiogénomique avancée (CAPCA).

Le Dr Thibault est aussi professeur au département de chimie et membre agréé du département de biochimie de la Faculté de médecine de l’Université de Montréal.