A.- a) V._ a exercé pendant de nombreuses années la profession de charpentier. Entre 1987 et 1992, il a subi plusieurs accidents à la suite desquels la Caisse nationale suisse d'assurance en cas d'accidents (CNA) a alloué ses prestations. L'assuré a notamment bénéficié d'une rente d'invalidité de 25 % de cette assurance à partir dès le 1er août 1988.
Par décision du 3 mai 1996, confirmée sur opposition le 19 novembre 1996, la CNA a alloué à l'assuré une rente calculée sur la base d'un taux d'invalidité de 33 1/3 % pour l'ensemble des conséquences des différents accidents. Pour fixer le montant de la rente, la CNA a comparé le gain mensuel de 5200 fr. que l'assuré aurait pu réaliser sans invalidité avec un revenu mensuel d'invalide de 3500 fr. dans une activité légère, en position assise, dans différents secteurs de l'industrie.
b) V._ a déféré la décision sur opposition du 19 novembre 1996 au Tribunal cantonal des assurances du canton de Vaud en concluant à l'octroi d'une rente d'invalidité fondée sur une incapacité de gain de 100 % dès le 1er juin 1993. La juridiction cantonale a ordonné la mise en oeuvre d'une expertise qu'elle a confiée au professeur L._, du Centre Hospitalier X._. Ce dernier a établi son rapport le 31 mars 1998. Par jugement du 1er octobre 1998, le Tribunal cantonal a réformé la décision du 19 novembre 1996 en ce sens qu'il a astreint la CNA à verser à l'assuré une rente d'invalidité de 100 % dès le 1er juin 1993, le dossier lui étant renvoyé afin qu'elle fixe l'étendue de ses prestations.
A la suite d'un recours formé par la CNA, le Tribunal fédéral des assurances a annulé ce jugement et renvoyé la cause aux premiers juges afin qu'ils procèdent à un complément d'expertise auprès de l'expert judiciaire et statuent à nouveau (arrêt du 13 septembre 1999, U 212/99). Le but du complément d'expertise était d'examiner plus précisément le caractère adapté ou non des activités professionnelles envisagées et le taux de capacité de travail raisonnablement exigible dans celles-ci (consid. 4c).
B.- Donnant suite à l'arrêt du 13 septembre 1999, le Tribunal cantonal a interrogé le professeur L._. Dans son rapport du 4 janvier 2000, ce dernier a indiqué que l'assuré pourrait exercer toute profession ne requérant pas le port de charges excédant 10 kg, des manipulations répétitives avec la main droite, des professions n'exigeant pas la station debout prolongée de plus d'un quart d'heure à vingt minutes ou une marche de plus de trente minutes. L'expert a précisé qu'un travail de bureau autorisant l'alternance des positions assise et debout et ne nécessitant aucun port de charges serait idéal. A son avis, un travail d'huissier, d'aide de bureau non spécialisé ou de mécanicien dans une industrie légère où il pourrait travailler assis à un établi et se lever régulièrement serait adapté (ch. 1 de l'expertise). L'expert a ajouté que l'assuré serait capable d'accomplir une formation "sur le tas" (ch. 2 de l'expertise) et d'occuper un emploi à temps complet comme surveillant de parking, employé au contrôle ou portier, pour autant qu'il ne doive pas rester debout en permanence (ch. 15 et 16 de l'expertise).
Avec ses observations sur le rapport d'expertise complémentaire, la CNA a communiqué, le 4 février 2000, six descriptions du poste de travail (DPT), correspondant à des activités lucratives retenues par l'expert. Il en ressort que l'assuré pourrait réaliser un salaire annuel de 48 002 à 69 500 fr. dans un emploi d'huissier auprès de diverses banques, lors de travaux de petite mécanique ne requérant pas de CFC (fabrication de cylindres), en qualité de cariste au service d'une brasserie, ou comme gardien ou caissier de parking.
La juridiction cantonale a rendu son jugement le 4 septembre 2000. Elle a considéré que la CNA n'avait pas rendu vraisemblable qu'il existait, sur le marché du travail, une faculté concrète pour le recourant de mettre en valeur la capacité de travail théorique qui lui a été reconnue, car les professions entrant en ligne de compte étaient trop peu nombreuses. De surcroît, les activités retenues par l'expert seraient inadaptées, compte tenu des restrictions importantes dues à l'état de santé de l'assuré. En conséquence, elle a confirmé son premier jugement du 1er octobre 1998, en prenant le dispositif suivant :
I. Le recours interjeté contre la décision du 10 juillet
1992 est rejeté.
II. La décision attaquée est maintenue.
III. Le recours interjeté contre la décision du 19 novembre
1996 est admis.
IV. La décision attaquée est réformée en ce sens que le
taux d'invalidité est fixé à 100 % dès le 1er juin
1993.
V. Le dossier du recourant est retourné à l'intimée afin
qu'elle fixe le montant de la rente.
VI. L'intimée versera au recourant, soit au conseil de
celui-ci, la somme de 3500 fr. à titre de dépens.
C.- La CNA interjette recours de droit administratif contre ce jugement dont elle demande l'annulation, en concluant au rétablissement de sa décision sur opposition du 19 novembre 1996.
L'assuré intimé conclut au rejet du recours, avec suite de dépens. L'Office fédéral des assurances sociales ne s'est pas déterminé.

Considérant en droit :
1.- Le litige porte sur le droit à la rente d'invalidité, plus précisément sur le taux d'invalidité que le Tribunal cantonal a porté à 100 % dès le 1er juin 1993, à teneur des ch. III et IV du dispositif de son jugement du 4 septembre 2000.
2.- Le 4 février 2000, la CNA a déposé ses observations sur le rapport d'expertise complémentaire du 4 janvier 2000, à la demande du Tribunal cantonal et dans le délai imparti par ce dernier. Elles avaient pour but de déterminer le revenu d'invalide de l'intimé, chiffres et pièces à l'appui, sur la base des activités décrites par l'expert L._.
L'absence de formalisme constitue un principe cardinal de la procédure en matière d'assurance-accidents et le pouvoir d'examen du Tribunal cantonal des assurances est étendu (cf. <ref-law>). Il n'y avait dès lors aucune raison d'écarter les pièces (DPT) annexées à l'écriture de la CNA pour cause de tardiveté. D'une part, la partie adverse avait eu l'occasion de se déterminer sur ces pièces; d'autre part, aucune disposition de procédure ou ordonnance du juge n'en empêchait la production à ce stade de l'instruction, sept mois avant le prononcé du jugement.
3.- Selon l'<ref-law>, si l'assuré devient invalide à la suite d'un accident, il a droit à une rente d'invalidité (al. 1). Est réputé invalide celui dont la capacité de gain subit vraisemblablement une atteinte permanente ou de longue durée. Pour l'évaluation de l'invalidité, le revenu du travail que l'assuré devenu invalide par suite d'un accident pourrait obtenir en exerçant l'activité qu'on peut raisonnablement attendre de lui, après exécution éventuelle de mesures de réadaptation et compte tenu d'une situation équilibrée du marché du travail, est comparé au revenu qu'il aurait pu obtenir s'il n'était pas invalide (al. 2).
4.- a) Pour pouvoir calculer le degré d'invalidité, l'administration (ou le juge, s'il y a eu un recours) a besoin de documents que le médecin, éventuellement aussi d'autres spécialistes, doivent lui fournir. La tâche du médecin consiste à porter un jugement sur l'état de santé et à indiquer dans quelle mesure et pour quelles activités l'assuré est incapable de travailler. En outre, les données médicales constituent un élément utile pour déterminer quels travaux on peut encore, raisonnablement, exiger de l'assuré (<ref-ruling> consid. 4, 115 V 134 consid. 2, 114 V 314 consid. 3c, 105 V 158 consid. 1).
En principe, le juge ne s'écarte pas sans motifs impératifs des conclusions d'une expertise médicale judiciaire, la tâche de l'expert étant précisément de mettre ses connaissances spéciales à la disposition de la justice afin de l'éclairer sur les aspects médicaux d'un état de fait donné. Selon la jurisprudence, peut constituer une raison de s'écarter d'une expertise judiciaire le fait que celle-ci contient des contradictions, ou qu'une surexpertise ordonnée par le tribunal en infirme les conclusions de manière convaincante. En outre, lorsque d'autres spécialistes émettent des opinions contraires aptes à mettre sérieusement en doute la pertinence des déductions de l'expert, on ne peut exclure, selon les cas, une interprétation divergente des conclusions de ce dernier par le juge ou, au besoin, une instruction complémentaire sous la forme d'une nouvelle expertise médicale (<ref-ruling> consid. 3b/aa et les références). En ce qui concerne, par ailleurs, la valeur probante d'un rapport médical, ce qui est déterminant c'est que les points litigieux aient fait l'objet d'une étude circonstanciée, que le rapport se fonde sur des examens complets, qu'il prenne également en considération les plaintes exprimées par la personne examinée, qu'il ait été établi en pleine connaissance de l'anamnèse, que la description du contexte médical et l'appréciation de la situation médicale soient claires et enfin que les conclusions de l'expert soient dûment motivées. Au demeurant, l'élément déterminant pour la valeur probante n'est ni l'origine du moyen de preuve ni sa désignation comme rapport ou comme expertise, mais bel et bien son contenu (<ref-ruling> consid. 3a, 122 V 160 consid. 1c et les références).
b) En l'espèce, le rapport d'expertise complémentaire du 4 janvier 2000 remplit toutes les conditions auxquelles la jurisprudence soumet la valeur probante de tels documents (consid. 4a ci-dessus), si bien qu'il est pertinent pour trancher le litige.
Il en résulte, ce qui n'était au demeurant pas contesté à la suite de la première expertise, que l'intimé n'est plus en état d'exercer son ancienne profession de charpentier à raison des atteintes à sa santé découlant de plusieurs accidents. En revanche, on doit retenir que l'intimé est en mesure d'exercer une activité professionnelle adaptée à ses handicaps.
A cet égard, on ne saurait suivre le Tribunal cantonal lorsqu'il écarte les conclusions de ce rapport complémentaire, au motif que la capacité de travail de l'intimé ne serait que théorique (consid. 3b du jugement attaqué). Pareille appréciation revient à nier d'emblée qu'un assuré puisse disposer d'une capacité de travail aussi longtemps qu'il n'a pas eu concrètement l'occasion de la mettre à profit.
c) Dans son premier rapport du 31 mars 1998, le professeur L._ avait évalué le taux de capacité de travail de l'intimé de 50 à 100 %. Invité à préciser son appréciation, l'expert a attesté une pleine capacité de travail dans une activité adaptée, tout en indiquant que le rendement pourrait le cas échéant être réduit de 25 % dans une première phase d'adaptation (ch. 12 de l'expertise du 4 janvier 2000).
De son côté, le docteur G._, médecin d'arrondissement de la CNA, avec lequel le professeur L._ se déclare d'accord, avait fixé la capacité de travail dans une activité adaptée à 100 % dès le mois de juin 1993. Toutefois, selon ce médecin, ce taux prenait déjà en compte la rente de la CNA de 25 % dont l'intimé bénéficiait depuis 1988 à la suite d'un accident du dos (rapport du 9 mars 1995). Dans ces conditions, on retiendra qu'à la date déterminante (cf. <ref-ruling> consid. 1b) l'intimé dispose d'une capacité de travail de 75 % dans un emploi adapté à ses troubles de santé.
5.- a) L'assuré est tenu de mettre économiquement en valeur sa capacité de travail résiduelle en exerçant une activité lucrative raisonnablement exigible, afin d'atténuer les conséquences du dommage imputable à l'accident (<ref-ruling> consid. 4b et les références; Ghélew/Ramelet/Ritter, Commentaire de la loi sur l'assuranceaccidents, ch. 5 p. 98). Une activité est exigible lorsqu'elle est compatible avec l'état de santé de l'assuré et ses aptitudes professionnelles (Omlin, Die Invalidität in der obligatorischen Unfallversicherung, thèse Fribourg 1995, p. 187).
b) Les premiers juges n'ont toutefois pas pris en considération les activités que la recourante avait indiquées dans ses déterminations du 4 février 2000, DPT à l'appui, écartant ainsi les revenus énoncés dans celles-ci. Pourtant, il ressort du dossier que l'intimé pourrait, sous certaines conditions, occuper un emploi d'huissier auprès de diverses banques, effectuer des travaux de petite mécanique ne requérant pas de CFC, ou travailler en qualité de gardien ou de caissier de parking, ce qui lui permettrait ainsi de réaliser un salaire annuel de 48 002 à 69 500 fr. selon les DPT produites par la CNA.
Dès lors, sous peine de violer la lettre et l'esprit de l'<ref-law>, 2e phrase, il faut tenir compte du revenu d'invalide lors de l'évaluation de l'invalidité, de sorte que celui-ci doit être déterminé.
6.- a) Selon la jurisprudence (<ref-ruling>), le revenu d'invalide doit être évalué avant tout en fonction de la situation professionnelle concrète de l'intéressé. En l'absence d'un revenu effectivement réalisé - soit lorsque l'assuré, après la survenance de l'atteinte à la santé, n'a pas repris d'activité ou alors aucune activité adaptée, normalement exigible -, le revenu d'invalide peut être évalué sur la base des statistiques sur les salaires moyens (cf. RCC 1991 p. 332 sv. consid. 3c; Omlin, op. cit., p. 215). Dans ce cas, la jurisprudence considère que certains empêchements propres à la personne de l'invalide exigent que l'on réduise le montant des salaires ressortant des statistiques. Toutefois, de telles déductions ne doivent pas être effectuées de manière schématique, mais tenir compte de l'ensemble des circonstances du cas particulier, et cela dans le but de déterminer, à partir de données statistiques, un revenu d'invalide qui représente au mieux la mise en valeur économique exigible des activités compatibles avec la capacité de travail résiduelle de l'intéressé. Une déduction ne doit pas être opérée automatiquement, mais seulement lorsqu'il existe des indices qu'en raison d'un ou de plusieurs facteurs, l'assuré ne peut mettre en valeur sa capacité résiduelle de travail sur le marché du travail qu'avec un résultat économique inférieur à la moyenne. Par ailleurs, il n'y a pas lieu de procéder à des déductions distinctes pour chacun des facteurs entrant en considération comme les limitations liées au handicap, l'âge, les années de service, la nationalité ou la catégorie de permis de séjour, ou encore le taux d'occupation. Il faut bien plutôt procéder à une évaluation globale, dans les limites du pouvoir d'appréciation, des effets de ces facteurs sur le revenu d'invalide, compte tenu de l'ensemble des circonstances du cas concret. Enfin, on ne peut procéder à une déduction globale supérieure à 25 % (arrêt L. du 2 août 2000, I 498/99).
b) Le revenu sans invalidité de l'intimé se monte à 62 551 fr. 75 et n'est pas contesté.
Pour établir le revenu d'invalide, la CNA a comparé le revenu sans invalidité de 62 551 fr. 75 à un gain annuel de 41 000 fr., qui est passablement inférieur à ceux qui ressortent des DPT produites le 4 février 2000. Dans ce revenu de 41 000 fr., la recourante n'a pas tenu compte du fait que l'intimé ne dispose que d'une capacité de travail de 75 %, si bien qu'il faut se fonder en réalité sur un gain annuel de 30 750 fr. La comparaison des revenus aboutit ainsi à une perte de gain de 51 %.
D'un autre côté, si l'on évalue le revenu d'invalide sur la base des statistiques salariales, le salaire mensuel brut (valeur centrale) pour des activités simples et répétitives du secteur privé, toutes branches économiques confondues, était de 4294 fr. en 1996. Indépendamment de l'augmentation des salaires nominaux intervenue entre 1996 et 1999 (cf. Annuaire statistique de la Suisse 1999 p. 123 et 2000 p. 122), un salaire mensuel hypothétique de 4294 fr. représente, compte tenu du fait que les salaires bruts standardisés se basent sur un horaire de travail de 40 heures, soit une durée hebdomadaire inférieure à la moyenne usuelle dans les entreprises (41,9 heures en 1997; La Vie économique 2000/2, annexe p. 27, Tabelle B9.2), un revenu d'invalide de 53 976 fr. par année (4294 fr. x 12 x 41,9 : 40). En tenant compte d'une capacité de travail de 75 %, on obtient donc un salaire de 40 482 fr., duquel il convient d'opérer la déduction maximale de 25 %, eu égard à l'ensemble des circonstances personnelles et professionnelles du cas particulier (cf. <ref-ruling>). En appliquant cette méthode, le revenu d'invalide se monte donc à 30 361 fr. 50, de sorte qu'on aboutit également à une perte de gain de 51 % en le comparant au revenu sans invalidité de 62 551 fr. 75.
c) Dans ces conditions, l'intimé a droit à une rente fondée sur un taux d'invalidité de 51 % dès le 1er juin 1993. La cause sera renvoyée à l'intimée afin qu'elle en fixe le montant.
7.- La recourante n'obtient que partiellement gain de cause. En conséquence, l'intimé qui est représenté par un avocat a droit à une indemnité de dépens réduite à la charge de la CNA (art. 159 al. 3 OJ).

Par ces motifs, le Tribunal fédéral des assurances
prononce :
I. Le recours est partiellement admis. Le ch. IV du dispositif
du jugement du Tribunal cantonal des assurances
du canton de Vaud du 4 septembre 2000 est réformé
en ce sens que l'intimé a droit à une rente fondée sur
un taux d'invalidité de 51 % dès le 1er juin 1993. La
cause est renvoyée à la CNA afin qu'elle fixe le montant
de la rente.
II. Il n'est pas perçu de frais de justice.
III. La CNA versera à l'intimé la somme de 1250 fr. (y
compris la taxe à la valeur ajoutée) à titre de dépens
pour l'instance fédérale.
IV. Le ch. VI du dispositif du jugement du 4 septembre
2000 est annulé. Le Tribunal cantonal des assurances
du canton de Vaud statuera sur les dépens pour la
procédure de première instance, au regard de l'issue
du procès de dernière instance.
V. Le présent arrêt sera communiqué aux parties, au Tribunal
cantonal des assurances du canton de Vaud et à
l'Office fédéral des assurances sociales.
Lucerne, le 3 avril 2001
Au nom du
Tribunal fédéral des assurances
Le Président de la IIe Chambre :
Le Greffier :