Конструкция «тем самым» выступает в роли союза и соединяет две части сложного предложения, если её можно заменить на «чем». 1
Пример: «Артист произнёс ошеломляющую речь, тем самым вызвал бурные овации в зрительном зале». 1
В таком случае перед «тем самым» ставится запятая, как перед союзом. 14