C'est pas parce que le thermostat est enlevé que le problème est réglé.
Quand tu supprimes le thermostat tu commences à refroidir dès le début alors la monté en T° est très longue mais si il y a un soucis pompe à eau secouée ou radiateur encrassé etc... ben ça va continuer de chauffer mais plus tard.

Si tu as une aiguille de T° au TdB, quand le thermostat s'ouvre il y a un palier, c'est à dire que la T° monte se stabilise (T° ouverture) puis continue de monter à nouveau.

Ta 309 a un vase d'expansion mais il est accolé au radiateur.
Avec une lampe quand tu mets en route le moteur à froid tu regardes sans bouchon bien sur ce qu'il se passe.
Si tu voir des bulles sortir quand ça chauffe pas glop !

Pour le thermostat soit tu en mets un neuf qu'il faut de toute manière vérifier, j'ai déjà vu un thermostat neuf sauter de la casserole il était encore vivant ... il était coincé alors si je l'avais monté sans contrôle j'aurais cassé le moteur.
Soit tu le contrôle correctement et dans les grandes surfaces on trouve des thermomètres 100 ou 120 °c pour les confitures ou stérilisation des conserves.

Car malheureusement quand on a retiré le thermostat on croit que c'est réglé mais non.

Quand tu fais tes essais ne met pas ou seulement au premier cran le bouchon car si la monté en pression est forte ça serait dommage de casser des durites.