A.- A._, manoeuvre, s'est blessé une première fois au pouce gauche le 10 juillet 1995, en chutant sur son lieu de travail. En sa qualité d'assureur-accidents, la Caisse nationale suisse en cas d'accidents (CNA) a pris en charge les suites de cet incident qui n'a nécessité qu'un traitement conservateur et entraîné une incapacité de travail de deux semaines. Le 18 octobre 1996, l'assuré a été victime d'un nouvel accident au cours duquel son pouce gauche a derechef été touché (distorsion). Devant ses douleurs, le docteur B._, chirurgien orthopédiste, a pratiqué une arthrodèse métacarpo-phalangienne le 20 janvier 1997. En dépit d'un séjour à la Clinique X._, A._ a persisté dans ses plaintes; une incapacité de travail de 100 % a été maintenue (rapport du 4 juillet 1997). Le 8 septembre 1997, le docteur B._ a procédé à l'ablation du matériel d'ostéosynthèse ainsi qu'à une ténolyse du tendon long extenseur du pouce. Dans ses rapports successifs (des 15 janvier, 27 février, 14 août et 28 octobre 1998), ce médecin a constaté une évolution favorable de l'état du pouce sur les plans radiologiques et neurologiques, sans s'expliquer la relative impotence de la main gauche dont se plaignait encore son patient. A l'occasion d'un examen final du 15 janvier 1998, le docteur C._, médecin d'arrondissement de la CNA, a observé une limitation fonctionnelle du premier rayon du pouce gauche ainsi qu'une diminution de la force de la main, tout en soulignant que la coopération de l'assuré lors des tests n'avait pas été optimale; il a estimé l'atteinte à l'intégrité à 5 %. Par décision du 20 mars 1998, la CNA a mis A._ au bénéfice d'une indemnité pour atteinte à l'intégrité d'un taux de 5 %, mais refusé de lui allouer une rente d'invalidité, considérant que son handicap ne réduisait pas, de façon importante, sa capacité de gain. Saisie d'une opposition, la CNA a requis l'avis du docteur D._, spécialiste FMH en chirurgie et membre de son équipe de médecine des accidents, qui a confirmé l'existence chez l'assuré d'une pleine capacité de travail (rapport du 19 juin 1998). Se fondant sur cette appréciation, la CNA a rejeté l'opposition par décision du 24 juin 1998. Entre-temps, l'assuré a présenté une demande de prestations de l'assurance-invalidité tendant à l'octroi d'une rente. B.- A._ a recouru contre la décision sur opposition de la CNA, en contestant l'évaluation faite par cette dernière de sa capacité de travail et en demandant au tribunal de procéder à une expertise médicale sur ce point. Dans sa réponse, la CNA s'est déclarée favorable à un complément d'instruction en suggérant que le mandat soit confié à la Clinique Y._. L'assuré ayant agréé cette proposition, le Tribunal administratif du canton de Fribourg a suspendu la procédure dans l'attente du rapport d'expertise. La doctoresse E._, spécialiste FMH en chirurgie de la main à la Clinique Y._ a examiné l'assuré le 28 avril 1999. Des signes objectifs lui permettant d'affirmer que celui-ci n'utilisait plus son pouce gauche, elle a conclu à une atteinte à l'intégrité de 20 %, taux correspondant à une perte totale du premier rayon de la main dominante. Quant à sa capacité de travail résiduelle, elle l'a estimée inexistante dans son ancien métier de manoeuvre, à 50 % dans une activité de nettoyeur et à 100 % dans une activité adaptée strictement mono-manuelle (rapport du 3 mai 1999). Après avoir donné la possibilité aux parties de se déterminer, le tribunal a rejeté le recours de l'assuré, par jugement du 11 janvier 2001. C.- A._ interjette recours de droit administratif contre ce jugement dont il requiert l'annulation. Il conclut, sous suite de dépens, à ce que la cause soit renvoyée à la juridiction cantonale afin qu'elle condamne la CNA à lui allouer une rente d'invalidité dès le 1er mars 1998 ainsi qu'une indemnité pour atteinte à l'intégrité fondées sur les conclusions de la doctoresse E._. Il sollicite également le bénéfice de l'assistance judiciaire gratuite. La CNA conclut au rejet du recours, tandis que l'Office fédéral des assurances sociales ne s'est pas déterminé.