Il se rend à Paris pour visiter l'Exposition universelle de 1867 qui le conforte dans sa vocation d'artiste. Ne recevant pas de soutien financier de ses parents, il doit faire des petits métiers et est engagé chez un fabricant de meubles du faubourg Saint-Antoine. Puis il retourne à Cambrai pour y suivre les cours de l'école académique dans l'atelier de René Fache. Élève studieux et appliqué, son professeur convainc les parents de Carlier à le laisser s'établir à Paris pour entrer à l'École des beaux-arts. Il obtient une bourse de la Ville de Cambrai en 1869 et est admis dans l'atelier de Jules Cavelier.