
C’est lors de son apprentissage chez Pauly (vers 1814), que Casimir a dû réfléchir à l’amélioration du système que son maître avait mis au point.
En effet Pauly, dès 1812 dépose un brevet où il imagine le chargement de la cartouche par une culasse mobile et percussion centrale.
Henry Roux et Eugène Pichereau poursuivront l’amélioration de la carabine Pauly par le dépôt de plusieurs brevets.
L’acquisition de la Maison Pauly en 1827, comporte aussi les droits d’exploitation des brevets de Pauly, Roux et Pichereau, ce qui donne à Casimir Lefaucheux toute liberté de déposer le 12 janvier 1828 son premier brevet, qui sera refusé pour manque de précisions.
Ce n’est que le 10 mai 1828 que ce brevet est accepté (brevet 3590) après présentation des pièces manquantes, à savoir ; description et dessins.
Ce brevet n’est que l’amélioration de ceux déposés par ses prédécesseurs.

Par contre, le mémoire descriptif déposé le 16 juin 1832 sera capital pour la réputation de Casimir Lefaucheux, car il donne la description du légendaire « fusil à brisure », brevet accepté le 28 janvier 1833 pour 10 ans. Brevet suivi de plusieurs additions dans les mois suivants.
En 1832 la fortune de Casimir est loin d’être faite et afin de rentabiliser ses idées, il met en place des contrats (signés devant notaire pour se prémunir d’éventuelles fraudes), avec plusieurs grands noms de l’armurerie Française et Belge pour l’exploitation de ses brevets, moyennant redevance.
Pour avoir plus d’espace pour fabriquer ses armes et afin de toucher une clientèle plus aisée, il transfère en 1834 son magasin au 10 rue de la Bourse, mais conserve néanmoins son atelier de la rue Sartines.

L’autre grande invention de Casimir Lefaucheux est déposée le 7 janvier 1835 : la cartouche à broche (brevets 6348 et 6387).
En 1835 Casimir s’attaque au marché militaire en proposant un mousqueton pour la cavalerie, qui combine ses deux grandes inventions, brisure et broche.
Il faut croire qu’il est en avance sur son temps car l’arme ne sera jamais homologuée par les militaires.
Peut-être découragé par cet échec ou fortune faite, on ne sait pas, en décembre 1835 il vend à Monsieur Jubé le fonds de commerce de la rue de la Bourse et les contrats de licences de fabrication des cartouches à Monsieur Gévelot pour 900 francs, et revient dans la région de son enfance.
Il achète une maison à Ponts de Gennes et se consacre dès lors au pressoir à cidre et à l’hippomobile, avec le dépôt de plusieurs brevets à ce sujet.

