J'ai une situation similaire sans avoir de problèmes de LB : j'ai un empilement Livebox -> passerelle/firewall/... debian -> ordinateur windows.
Je NATe quelques ports de la LB à la Debian et je NATe d'autres ports entre la Debian et le winsows, et ça marche bien (enfin je dois faire un reboot de la Livebox toute les 2-3 semaines quoi)
Cela dit, j'ai deux interfaces réseaux pour séparer les deux cotés du routeur, ie tout ce qui est envoyé à windows ne circule pas sur le même réseau que celui ou est branché la LB. Mais comme ce genre de flux à une IP source définie et devrait être destiné à une IP bien définie (routeur <-> windows), je ne vois pas vraiment ce que ça changerait.
Normalement le NAT du routeur change le paquet en un paquet qui n'a rien à voir avec la Livebox (vu que la LB se charge elle-même du NAT qui la concerne et qui est nécessaire pour les sorties vers Itnernet). Bref, j'ai du mal à voir ce qui peut causer ça.