el "bulbo" no es un bulbo. es un sensor por resistencia variable dependiente de la temperatura, o sea, un termistor.
tiene un determinado valor en frio, que va descendiendo a medida que se calienta. si aumenta por encima de un determinado valor (creo que es 20K), la ECU asume que es imposible dentro del funcionamiento normal y debe estar cortado el cable o el termistor, entonces prende el ventilador por las dudas. es lo que te esta pasando cuando lo desconectas.
tenes un solo sensor, con 3 pines. adentro hay 2 termistores. un pin es masa comun entre los 2 termistores, y los otros son los otros bornes de cada uno. con uno toma la lectura la ECU y con el otro toma lectura el tablero. si cambiaste el sensor y sigue el problema, asumamos que no viene por ahi.
el cableado tampoco hacia la ECU tampoco es el problema, ya que detecta correctamente cuando lo desenchufas.
el relay tampoco es el problema, ya que lo prende cuando desenchufas el sensor. la etapa de salida de la ECU tampoco, por lo mismo.
a mi manera de ver, quedan 2 opciones.
que la ECU este decidiendo mal que hacer (esperemos que no, ECU dañada) o que el sensor no este tomando la temperatura correcta por alguna cuestion. eso pordria pasar por tener aire en el circuito de refrigeracion. probaste purgarlo? en el tablero te marca bien que se esta yendo de temperatura?
otra cosa que podes hacer es, cuando tomo la temperatura suficiente para que prenda el electro (segun los valores del manual que te pasaron arriba y midiendo con un termometro en el radiador), desenchufas el sensor y medis su resistencia con un tester. para eso tendrias que identificar cuales son los pines que van a la ecu y cuales los que van al tablero.
la mayoria de los sensores de renault sigue esta curva:

otra idea es poner en los cables que van a la ECU, en vez del sensor, un potenciometro de 500ohms e ir bajando su valor hasta que prenda el electro (si es que prende). si prende, medis en cuanto te quedo el potenciometro y comparas con tu sensor y la tabla que te estoy pasando.
anda contandonos que vas probando y que hace.