Depois dos Jogos de Londres, descontente por ter perdido a vaga de titular na equipe justamente para Fiamingo, Nathalie resolveu tirar um tempo livre das competições. Quando decidiu voltar, em 2014, anunciou logo de cara que optaria por defender o Brasil, já que é filha de mãe brasileira.
Vestindo verde e amarelo, Nathalie atingiu os melhores resultados da carreira. No Rio de Janeiro, apesar de chegar às quartas de final, viu Fiamingo levar a prata para a Itália.
Em 2019, Nathalie deu a volta por cima e levou o título do Campeonato Mundial, realizado em Budapeste, na Hungria.
Apesar dos ótimos resultados nos últimos anos e de ser cabeça de chave número 3 do torneio olímpico, Nathalie deu azar e reencontrou a antiga companheira logo de cara. O retrospecto que jogava a favor de Fiamingo, foi mantido. Agora, em seis duelos entre as duas, a italiana venceu cinco.