Professionista dal 1909 al 1924, vinse una edizione del Tour de France e una Milano-Sanremo.
Carriera Defraye fu il primo belga a vincere il Tour de France, nel 1912, l'ultimo edizione con classifica a punti, in cui vinse in tre tappe e altrettante volte fu secondo e terzo. Nelle successive edizioni del Tour non ottenne risultati, né terminò la corsa.
Nel 1912, il miglior anno da professionista, s'impose anche al Giro del Belgio, conquistando quattro tappe, mentre nel 1913 s'impose nella Milano-Sanremo; tra gli altri risultati, la vittoria nel campionato belga del 1911 e fu quinto alla Parigi-Roubaix del 1912.
Palmarès 1908 (dilettanti) Giro delle Fiandre Dilettanti
1910 Kampioenschap van Vlaanderen
1911 Campionati belga, Prova in linea
1912 2ª tappa Tour de France (Dunkerque > Longwy) 7ª tappa Tour de France (Nizza > Marsiglia) 9ª tappa Tour de France (Perpignano > Luchon) Classifica generale Tour de France 2ª tappa Giro del Belgio (Liegi > Lussemburgo) 3ª tappa Giro del Belgio (Lussemburgo > Namur) 6ª tappa Giro del Belgio (Menen > Anversa) 7ª tappa Giro del Belgio (Anversa > Bruxelles) Classifica generale Giro del Belgio
1913 Milano-Sanremo
1914 6ª tappa Giro del Belgio (Lussemburgo > Verviers)
1921 4ª tappa Giro del Belgio (Lussemburgo > Namur)
Piazzamenti Grandi Giri Tour de France 1909: ritirato (10ª tappa) 1912: vincitore 1913: ritirato (6ª tappa) 1914: ritirato (10ª tappa) 1919: ritirato (4ª tappa) 1920: ritirato 1924: ritirato
Classiche monumento
Milano-Sanremo 1913: vincitore
Parigi-Roubaix 1912: 5º
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