Le 23 septembre 2011 à Rudersdal (Danemark), le jeune coureur français de 20 ans de la formation amateur du CC Nogent-sur-Oise a remporté au Sprint le Championnat du Monde U23 (-de 23 ans) devant son coéquipier d'équipe de France Adrien Petit (déjà pro chez Cofidis).
  Arnaud signera son premier contrat professionnel chez la formation française FDJ de Marc Madiot.
Durant cette saison 2011, il fit aussi 4e de Paris-Roubaix espoirs (-de 23 ans) et 2e des championnats de France Espoirs.