Domenech terakhir kali melatih Prancis pada Piala Dunia 2010 ketika mereka terlempar dari fase grup setelah menduduki urutan terbawah di grupnya.
Dia juga sukses mengantarkan Prancis ke final Piala Dunia 2006 ketika mereka kalah adu penalti melawan Italia.
Pelatih berusia 68 tahun itu menggantikan Christian Gourcuff yang dipecat Nantes awal bulan ini setelah rangkaian penampilan buruk tim ini.
Nantes berada pada urutan ke-16 dalam klasemen liga dengan mengumpulkan 15 poin atau tiga poin di atas zona degradasi setelah menuntaskan 17 pertandingan.
Baca juga: Paris Saint-Germain dikabarkan depak pelatih Thomas Tuchel
Baca juga: Klasemen Liga Prancis pekan ke-17: Lyon akhiri 2020 sebagai pemuncak
Baca juga: Lyon, Lille, dan PSG kompak raih tiga poin dari lawannya masing-masing