Faits : A. A._, ressortissant de la République démocratique du Congo (ci-après: RDC) né le 6 août 1968, est entré en Suisse le 3 novembre 2002 et a déposé une demande d'asile le lendemain. Celle-ci a été rejetée définitivement le 22 juin 2004 et son renvoi a été prononcé. Le 23 décembre 2004, A._ a divorcé de sa première épouse congolaise. De cette première union est notamment issu C._, né le 18 décembre 1993. Le 5 juillet 2005, A._ a épousé B._, née le 31 décembre 1955, ressortissante suisse. Cette dernière est, selon ses dires, mère de deux enfants majeurs issus d'un premier lit. Le 25 juillet 2007 est née D._, fruit d'une relation adultérine entretenue par l'intéressé. Le 5 novembre 2008, A._ a une première fois demandé le regroupement familial pour deux de ses enfants congolais, dont son fils C._. Cette demande a été refusée par le Service de la population de la ville de Bienne (ci-après: le SPOP) le 9 décembre 2008. Le 10 octobre 2008, A._ a déposé une demande de naturalisation facilitée. Dans le cadre de l'instruction, l'intéressé et son épouse ont signé, le 4 mai 2010, une déclaration écrite aux termes de laquelle ils confirmaient vivre en communauté conjugale effective et stable, résider à la même adresse et n'envisager ni séparation ni divorce. L'attention de l'intéressé a en outre été attirée sur le fait que la naturalisation facilitée ne pouvait pas être octroyée lorsque, avant ou pendant la procédure de naturalisation, l'un des époux demandait le divorce ou la séparation, ou lorsque la communauté conjugale effective n'existait plus. Par décision du 26 mai 2010, entrée en force le 27 juin 2010, l'Office fédéral des migrations (ci-après: ODM; Secrétariat d'Etat aux migrations depuis le 1 er janvier 2015) a accordé la naturalisation facilitée à A._. Le 23 janvier 2011, respectivement en décembre 2010 d'après les déclarations des époux A._ et B._, C._ est arrivé illégalement en Suisse et s'est installé auprès de son père, au domicile conjugal. A la suite d'une deuxième demande de regroupement familial, le Tribunal administratif du canton de Berne a par jugement sur recours du 2 juillet 2012 ordonné la délivrance d'une autorisation de séjour en faveur de C._. B. Par lettre du 6 juin 2011, le SPOP a informé l'ODM que les époux vivaient séparés depuis le 1 er mai 2011. Cette séparation fait suite à la convention de mesures protectrices de l'union conjugale du 21 mars 2011, approuvée le 20 avril 2011 par le Tribunal régional Jura bernois-Seeland. Aux termes de cet accord, les époux ont déclaré vouloir cesser la vie commune aussitôt que l'épouse aurait trouvé un logement. Le 1 er novembre 2011, l'ODM a signifié à A._ qu'il se voyait contraint d'examiner s'il y avait lieu d'annuler la naturalisation facilitée et l'a invité à se déterminer. Par courrier du 25 novembre 2011, l'intéressé a fait valoir que les époux s'étaient rencontrés plusieurs années avant leur mariage, lequel a été contracté par amour, et que l'épouse portait seule la responsabilité de la séparation. La présence de C._ l'aurait gênée et mise mal à l'aise au point qu'elle aurait, de sa propre initiative, quitté le domicile conjugale et entrepris les démarches judiciaires nécessaires à la séparation. Sur réquisition de l'ODM, B._ a été auditionnée le 30 juillet 2012. S'agissant des problèmes conjugaux, elle a en premier lieu mentionné l'existence de l'enfant adultérin. Elle a affirmé avoir appris l'existence de D._ en lisant une lettre adressée à son mari au sujet de la pension alimentaire. Elle a déclaré connaître l'existence de cet enfant lors de la signature de la déclaration commune du 4 mai 2010, le couple s'étant alors déjà réconcilié. Dans un deuxième temps, B._ a ajouté que c'était avant tout la présence de C._ qui avait engendré des tensions au sein du couple; elle se serait alors sentie à l'étroit et dans l'impossibilité de s'identifier à cette nouvelle situation. Elle a par ailleurs déclaré que C._ serait arrivé en Suisse à l'insu de son père, qui se trouvait alors en RDC, rendant toute discussion préalable entre les époux impossible. A._ s'est déterminé sur le procès-verbal d'audition par courrier du 12 octobre 2012. Il a notamment rappelé que le mariage avait été conclu par amour, que sa relation adultère avait été pardonnée et que l'arrivée de son fils constituait la raison de la séparation. Il a par ailleurs affirmé n'avoir rien dissimulé à son épouse ni aux autorités durant la procédure de naturalisation. C. Par décision du 6 décembre 2012, l'ODM a prononcé, après avoir recueilli l'assentiment du Service de l'état civil et des naturalisations du canton de Berne, l'annulation de la naturalisation facilitée. Le Tribunal administratif fédéral a confirmé cette décision dans un arrêt rendu le 2 octobre 2014. Celui-ci a considéré, en particulier, que l'enchaînement rapide des événements, après l'octroi de la naturalisation, fondait la présomption que la communauté conjugale n'était pas effective et stable au moment de la déclaration commune et que les éléments avancés par A._, en particulier l'arrivée de son fils C._, n'étaient pas susceptibles de la renverser. Les premiers juges ont par ailleurs estimé que l'importante différence d'âge entre les époux de même que l'existence d'un enfant adultérin étaient de nature à renforcer cette présomption. D. Agissant par la voie du recours en matière de droit public, A._ demande au Tribunal fédéral d'annuler l'arrêt du Tribunal administratif fédéral. Il requiert en outre l'assistance judiciaire. Invités à se déterminer, le Tribunal administratif fédéral a renoncé à prendre position, alors que l'ODM a observé que le recours ne contenait pas d'élément démontrant une violation du droit fédéral ou l'établissement inexact des faits.