Préchauffer le four à 190 °C. Beurrer un plat à gratin de 22 x 30 cm. Rincer rapidement le riz sous l'eau froide et bien l'égoutter.
Faire fondre le beurre dans une casserole à feu moyen. Ajouter l'oignon émincé et cuire pendant 4 minutes jusqu'à ce qu'il soit translucide.
Ajouter l'ail haché et poursuivre la cuisson pendant 1 minute.
Incorporer la farine et mélanger pendant 30 secondes.
Verser progressivement le lait et le bouillon en fouettant. Laisser épaissir 3 à 4 minutes à petits frémissements.
Retirer du feu. Ajouter la crème liquide, la moutarde, la muscade et 150 g de cheddar râpé. Saler et poivrer, puis mélanger jusqu'à obtenir une sauce homogène.
Répartir le riz cru dans le plat à gratin. Verser la sauce dessus et mélanger pour bien enrober les grains.
Couvrir hermétiquement le plat avec du papier aluminium et enfourner pendant 30 minutes.
Pendant ce temps, faire blanchir les bouquets de brocoli dans une casserole d'eau bouillante salée pendant 2 minutes. Les plonger immédiatement dans de l'eau glacée, puis bien les égoutter.
Sortir le plat du four et retirer le papier aluminium. Remuer le riz et vérifier sa texture. Ajouter un peu de bouillon chaud si nécessaire.
Incorporer les bouquets de brocoli en les enfonçant légèrement dans le riz.
Parsemer le reste du cheddar râpé (50 g) sur le dessus.
Enfourner sans couvrir pendant 15 à 20 minutes supplémentaires, jusqu'à ce que le riz soit tendre et le fromage bien doré.
Laisser reposer 10 minutes avant de servir.