Faits: Faits: A. Le 7 octobre 1997, I._, né en 1948, maçon, est tombé d'un échafaudage d'une hauteur de 5 mètres. Cette chute lui a occasionné une fracture-tassement de D12 sans trouble neurovasculaire distal. La Caisse nationale suisse en cas d'accidents (CNA), auprès de laquelle il était assuré, a pris en charge le cas. Malgré les mesures thérapeutiques entreprises (port d'un corset durant 3 mois, séances de physiothérapie, séjour de réhabilitation de 2 mois à la Clinique X._, I._ n'a jamais véritablement repris son activité de maçon en raison de la persistance de ses douleurs. Sur le plan neurologique, le status clinique a été qualifié de normal en l'absence d'une radiculopathie L3-S1 du côté droit (rapport du 4 mars 1999 du docteur H._, spécialiste FMH en neurologie). Après avoir requis l'avis d'un confrère (le docteur M._, spécialiste FMH en chirurgie orthopédique), et procédé à un examen final de l'assuré, le docteur O._, médecin d'arrondissement de la CNA, a estimé que les données cliniques permettaient de retenir une capacité de travail complète dans une activité adaptée (rapport du 20 septembre 2000). Entre-temps, I._ a présenté une demande de prestations de l'assurance-invalidité. Au terme d'un stage d'observation professionnelle organisé par l'Office AI pour le canton de Vaud (ci-après : l'office AI), les maîtres de la réadaptation ont jugé que l'assuré disposait d'un potentiel professionnel «relativement faible». Appelé à se prononcer sur le cas, le médecin-conseil de l'office AI s'est exprimé dans le même sens que le docteur O._ et a suggéré d'examiner l'éventualité d'un problème d'ordre psychique. Dans un rapport du 21 août 2001, le docteur S._, psychiatre, a conclu à l'absence d'une quelconque atteinte psychique pouvant entraver l'assuré dans son aptitude à travailler. Par décision du 3 juin 2002, la CNA a alloué à l'intéressé une rente d'invalidité fondée sur une incapacité de gain de 24 %, ainsi qu'une indemnité pour atteinte à l'intégrité d'un taux de 10 %; saisie d'une opposition, elle a confirmé les termes de sa prise de position initiale dans une nouvelle décision du 6 novembre 2003. L'office AI a également rendu une décision, le 27 août 2002, par laquelle il a refusé la demande de prestations en considération d'un degré d'invalidité de 25 %. Par décision du 3 juin 2002, la CNA a alloué à l'intéressé une rente d'invalidité fondée sur une incapacité de gain de 24 %, ainsi qu'une indemnité pour atteinte à l'intégrité d'un taux de 10 %; saisie d'une opposition, elle a confirmé les termes de sa prise de position initiale dans une nouvelle décision du 6 novembre 2003. L'office AI a également rendu une décision, le 27 août 2002, par laquelle il a refusé la demande de prestations en considération d'un degré d'invalidité de 25 %. B. Le 27 septembre 2002, l'assuré a recouru devant le Tribunal des assurances du canton de Vaud contre la décision (du 27 mai 2002) de l'office AI. Il a fait de même le 31 juillet 2003 contre la décision sur opposition (du 6 novembre 2003) de la CNA. La juridiction cantonale a joint les causes. I._ a été débouté par jugement du 7 septembre 2004. I._ a été débouté par jugement du 7 septembre 2004. C. Le prénommé interjette recours de droit administratif contre ce jugement, dont il requiert l'annulation. Sous suite de dépens, il conclut, principalement, à ce que la CNA ainsi que l'office AI lui allouent une rente sur la base d'une incapacité de gain totale, l'assureur-accident devant en outre être condamné à lui octroyer une indemnité pour atteinte à l'intégrité de 30 %; subsidiarement, à ce que son dossier soit renvoyé à la CNA et à l'office AI pour instruction complémentaire, le cas échéant sous la forme d'une expertise. I._ sollicite également le bénéfice de l'assistance judiciaire. La CNA et l'office AI concluent tous deux au rejet du recours. L'Office fédéral de la santé publique et l'Office fédéral des assurances sociales ont renoncé à se déterminer. 