Ses travaux doctoraux financés par un contrat de formation à la recherche du CEA ont permis de quantifier l'impact de la décontamination et de la remise en culture des sols agricoles sur les transferts de sédiments et de radiocésium dans les rivières de Fukushima. Ils ont été co-encadrés par Olivier Evrard (
LSCE, CEA/CNRS/UVSQ) et Atsushi Nakao (Université Préfectorale de Kyoto), et menés en collaboration avec le nouveau laboratoire international franco-japonais MITATE Lab (International Research Laboratory/IRL 2039) dont le CNRS, le CEA et l'Université de Fukushima sont les tutelles officielles. Il a passé la seconde année de sa thèse en immersion dans l'équipe de son co-directeur japonais, à Kyoto, grâce à financement de la
Japan Society for the Promotion of Science (JSPS).
Thomas Chalaux-Clergue a valorisé ses travaux par trois publications dans des revues internationales (et trois sont en cours de soumission/finalisation), le développement de plusieurs outils et packages sur R et plusieurs initiatives dans le domaine de la science ouverte. Il a obtenu deux prix pour ses présentations réalisées lors de conférences internationales au Japon, dont celle de la Japan Geoscience Union (JpGU) en 2023. Il réalise actuellement un post-doctorat à l'Université d'Augsburg (Allemagne).