Precalienta el horno a 350F (180C). Pela las patatas, enjuaga y seca con una toalla de papel. Usando una mandolina o un procesador de alimentos, corta las patatas en rodajas de 1/8 de pulgada (3mm).
Corta la cebolla en aros o rodajas finas y corta el ajo sin pelar. Frota una sartén o cazuela de 9 pulgadas (23 cm) con el ajo cortado y engrasa el fondo y los lados con mantequilla.
En un tazón, bate la crema con nuez moscada, pimienta negra y sal.
Extienda 1/3 de las papas en rodajas en la sartén preparada. Agregue aproximadamente 1/3 de los aros de cebolla, 1/3 taza de queso, tomillo fresco y 1/3 de la mezcla de crema.
Extienda otro 1/3 de las papas en rodajas, 1/3 de los aros de cebolla, 1/3 taza de queso, tomillo fresco y 1/3 de la mezcla de crema.
Termina con el último 1/3 de papas en rodajas, la mezcla de crema restante y esparce el 1/3 taza de queso restante.
Hornee durante aproximadamente 60-70 minutos, hasta que las papas estén cocidas y la parte superior esté dorada.
Deja reposar el gratinado durante 10 minutos antes de servir.