Faites cuire les penne dans une grande casserole d'eau bouillante salée selon les instructions du paquet. Égouttez et réservez.
Dans une poêle, faites chauffer l'huile d'olive à feu moyen. Ajoutez l'ail et faites-le revenir pendant 1 à 2 minutes.
Ajoutez les brocolis dans la poêle et faites cuire jusqu'à ce qu'ils soient tendres (environ 5 minutes). Si vous utilisez des brocolis surgelés, suivez les instructions de cuisson sur l'emballage.
Dans un grand saladier, mélangez les penne, le thon, les brocolis, la crème fraîche, la noix de muscade, le sel et le poivre.
Versez le mélange dans un plat à gratin et saupoudrez de fromage râpé sur le dessus.
Enfournez et laissez cuire pendant 20 à 25 minutes, ou jusqu'à ce que le dessus soit doré et croustillant.