Faits : A. Par jugement du 5 novembre 2007, le Tribunal civil de la Gruyère a prononcé le divorce des époux A._ et B._ et a ratifié leur convention sur les effets accessoires, qui attribuait à la mère l'autorité parentale et la garde des enfants C._, née en 2002, et D._, né en 2005, et fixait les pensions alimentaires mensuelles à 330 fr. par enfant jusqu'à 12 ans révolus, 430 fr. de 13 à 16 ans révolus, et 530 fr. dès la 17ème année, allocations familiales en sus. A.a. La mère a ouvert action en modification du jugement de divorce le 4 novembre 2009. Par jugement du 25 mars 2010, le Président du Tribunal civil de la Sarine a ratifié la convention conclue par les parties en audience, modifiant notamment le droit de visite du père, et prenant acte de l'engagement de la mère de ne pas changer le domicile des enfants hors des frontières cantonales sans en aviser le père au moins un mois à l'avance. Les pensions ont été modifiées. Le père a fait appel de ce jugement, alléguant que la mère lui avait appris qu'elle avait décidé de s'installer en Tunisie avec les enfants et son ami à partir du 1er août 2010, ce qu'il ignorait au moment où il avait accepté de transiger. Durant le printemps 2010, mais au plus tard au mois d'août 2010, B._ a effectivement quitté la Suisse et s'est installée en Tunisie avec les enfants. Statuant le 1er juillet 2011, la Ie Cour d'appel civil du Tribunal cantonal du canton de Fribourg a réformé le jugement de première instance du 25 mars 2010 et modifié le jugement de divorce du 5 novembre 2007, en ce sens que l'autorité parentale et la garde sont attribuées au père, sous réserve d'un droit de visite en faveur de la mère, le père devant subvenir seul à l'entretien des enfants. Elle a estimé que le départ définitif de la mère pour la Tunisie constituait un fait nouveau important et que le bien-être des enfants n'y était pas garanti. Les recours respectifs formés par chacune des parties au Tribunal fédéral ont été rejetés par arrêt du 31 octobre 2011 (5A_483/2011 et 5A_504/2011). A.b. Donnant suite à des plaintes du père, par jugement du 19 février 2013, le Juge de police de la Sarine a reconnu la mère coupable d'enlèvement de mineurs et l'a notamment condamnée à une peine privative de liberté ferme de 170 jours. L'appel formé par la mère a été rejeté par arrêt du 4 décembre 2013 de la Cour d'appel pénal du Tribunal cantonal du canton de Fribourg. A.c. La mère est restée en Tunisie avec les enfants. Elle a eu deux autres enfants, en 2011 et 2012. B. B.a. Le 1er mars 2012, la mère a déposé une nouvelle demande de modification du jugement de divorce, concluant en substance à ce que l'autorité parentale et la garde de C._ et D._ lui soient attribuées, un droit de visite étant réservé au père, celui-ci étant condamné à s'acquitter d'une contribution d'entretien mensuelle de 800 fr. par enfant, allocations familiales en sus. Par décision du 21 décembre 2012, la requête de la mère tendant à ce qu'une enquête sociale soit ordonnée a été rejetée et Me Marc Butty a été désigné en qualité de curateur de représentation des enfants. Celui-ci a conclu, en substance, à ce que l'autorité parentale et la garde soient attribuées à la mère, sous réserve d'un droit de visite en faveur du père. Par décision du 25 octobre 2013, Me Butty a été relevé de ses fonctions de curateur, et remplacé à ce titre par Me Philippe Leuba. B.b. Par jugement du 25 mars 2014, le Tribunal civil de la Sarine a modifié le jugement de divorce, en ce sens que l'autorité parentale et la garde de C._ et D._ sont attribuées à la mère, un droit de visite étant réservé au père, celui-ci étant condamné à verser une pension de 260 fr. par mois et par enfant jusqu'à 10 ans, et de 330 fr. par mois et par enfant de 10 ans révolus jusqu'à la majorité ou l'indépendance financière des enfants, aux conditions de l'art. 277 al. 2 CC. B.c. Statuant le 26 février 2015, la Ie Cour d'appel civil du Tribunal cantonal du canton de Fribourg a rejeté l'appel formé par le père contre cette décision. C. Par mémoire du 24 avril 2015, A._ exerce un recours en matière civile au Tribunal fédéral. Il conclut, en substance, à ce que la requête de modification du jugement de divorce du 1er mars 2012 soit rejetée, et requiert l'assistance judiciaire pour la procédure fédérale. Invités à se déterminer, l'intimée et le curateur des enfants ont sollicité le rejet du recours. L'intimée a en outre requis le bénéfice de l'assistance judiciaire pour la procédure fédérale. La cour cantonale a indiqué qu'elle n'avait aucune observation à formuler.