Ia masuk sebagai Anggota MSC pada tahun [[1915]] ketika berusia 13 tahun di Novisiat Rooi Harten di [[Tilburg]], kemudian pindah ke rumah misi di [[Breda]].<ref>http://www.geheugenvantilburg.nl/verhalen/lees/13243/van-grave-naar-tilburg-resp-merauke</ref> Ia ditahbiskan menjadi [[imam]] [[Misionaris Hati Kudus|M.S.C.]] pada tanggal [[19 Agustus]][[1928]]. Pada 1929, ia ditugaskan untuk bermisi ke Guinea Baru (kini Irian Jaya). Pater Tillemans menginjakkan kakinya pertama kali di Wissel Merren (kini [[Paniai]]), sebelum Pdt. Walter Post dan Pdt. Russel Dabler dari misi The Christian Misionari Alliance (CMA) yang diutus Pdt. Robert Alexander Jaffray pada akhir tahun 1937.<ref>http://suarapapua.com/2012/01/20/uskup-timika-tetapkan-auki-tekege-tokoh-gereja-di-wilayah-meepago/</ref> Pada 27 Desember 1929, ia meneruskan misi di Pantai Selatan dan memperluas wilayah pelayanan gereja sampai ke daerah pegunungan di sepanjang daerah Paniai.<ref>{{Cite web |url=http://keroko.net84.net/1_19_Keuskupan-Timika.html |title=Salinan arsip |access-date=2016-08-07 |archive-date=2016-08-18 |archive-url=https://web.archive.org/web/20160818022607/http://keroko.net84.net/1_19_Keuskupan-Timika.html |dead-url=yes }}</ref> Pada 15 Juni 1930, ia membuka stasi kedua di daerah Mimika, yaitu Uta.<ref name="timika">{{Cite web |url=http://keuskupantimika.org/index.php/profil/sejarah-keuskupan.html |title=Salinan arsip |access-date=2016-08-07 |archive-date=2016-08-21 |archive-url=https://web.archive.org/web/20160821194951/http://keuskupantimika.org/index.php/profil/sejarah-keuskupan.html |dead-url=yes }}</ref> Pada waktu-waktu yang ada, ia kemudian melakukan ekspedisi. Sejak 1932, ia pindah dari Uta ke Kokonao untuk menggantikan Pastor Kowatzky yang kerap sakit.<ref name="timika"/>
Pada tahun 1935, ia membawa seorang dokter pemerintah yang kemudian dipusatkan di Enarotali, yakni Dr. J. V. Debruijn.<ref>{{cite web|url=http://timbutadeiyai.blogspot.co.id/2015/05/selayang-pandang-kabupaten-deiyai.html}}</ref> Pada 1935-1936 ia mengambil sebagai penerjemah, seorang antropolog [[Henry Bijlmer]] yang berpartisipasi dalam ekspedisi dari Mimika ke pegunungan Guinea Baru. Pada tahun 1936, ia mengunjungi Asmat bagian utara dengan perahu dayung dari Pusat Misi MSC di Mimika, yang menjadikan karya misi pertama di wilayah Asmat.<ref name=wpocs>http://westpapuaofcatholikstudent.blogspot.co.id/2013/06/sejarah-kondisi-asmat-yang-berlumpur.html</ref>
