Faits : A. A.a. Le litige oppose X._, horloger-designer, et Z._, également actif dans le milieu de l'horlogerie par ses sociétés Z1._ SA et Z2._ SA (ci-après, pour simplifier: les sociétés Z._). A.b. X._ est titulaire du design no xxx, déposé le 18 mars 2011 devant l'Institut fédéral de la propriété intellectuelle (IPI) et enregistré le 9 mai 2011. L'enregistrement contient deux représentations (complètement d'office selon l'art. 105 al. 2 LTF) : Sur la base de ce design, X._ a développé une ligne de montres dénommée " A._ ", nom qui fait référence à un dieu solaire indien. Il s'agit d'une complication horlogère destinée aux femmes qui permet d'afficher l'heure par l'illumination et l'extinction des rayons du cadran, censés représenter la course du soleil et l'alternance jour/nuit. La ligne " A._ " a été présentée officiellement pour la première fois à U._ en février 2014. Sa gamme de prix se situe entre 99'900 fr. et 169'900 fr. A.c. Les sociétés Z._ (on ignore laquelle des deux agissait alors) ont présenté, au salon Baselworld, un nouveau modèle de montres dénommé " B._ " (cf. figure ci-dessous) (complètement d'office selon l'art. 105 al. 2 LTF) : Il s'agit d'un modèle doté d'un cadran au centre duquel se tiennent douze pétales qu'un mécanisme (à actionner par un bouton) permet de faire bouger voire disparaître de manière aléatoire. Sa gamme de prix se situe entre 198'000 fr. et 278'000 fr. A.d. Lorsqu'il a découvert l'existence du modèle " B._ ", X._ a averti Z._ que ce modèle reprenait les caractéristiques principales de son propre design et que l'impression générale qui se dégageait des deux modèles était identique. Il lui a alors enjoint de cesser immédiatement la production, la mise en vente ainsi que la promotion de son modèle " B._ ". Z._ a contesté la position de X._ et il a enregistré quelques jours après les deux designs utilisés sur son modèle (l'un sur le cadran [ Zifferblatt] et l'autre sur l'arrière de la boîte [ Uhrengehäuse]), notamment le design no yyy (sur le cadran) dont l'enregistrement compte trois représentations (complètement d'office selon l'art. 105 al. 2 LTF) : En 2016, les sociétés Z._ ont présenté un nouveau modèle de montres appelé " C._ ", qui reprend la plupart des éléments de la ligne " B._ " (cf. figure ci-dessous) (complètement d'office selon l'art. 105 al. 2 LTF) : B. B.a. Le 25 mars 2015, X._ (ci-après : le demandeur) a ouvert action devant la Cour civile du Tribunal cantonal neuchâtelois contre les sociétés Z._ (ci-après: les défenderesses) en concluant à ce qu'il soit ordonné à celles-ci " de cesser tout usage, en particulier de cesser d'offrir, de distribuer, de commercialiser, de vendre, de promouvoir, d'importer, d'exporter, d'entreposer et/ou d'utiliser de quelque autre manière dans le commerce tout produit horloger dont le fond et/ou le cadran du boîtier comporte un motif reproduisant l'un des motifs enregistrés au Registre suisse des designs sous no xxx, en particulier un motif représentant une fleur à douze pétales ". Il a demandé à ce que cet ordre soit assorti de la menace des peines prévues à l'art. 292 CP en cas d'insoumission. Il a également conclu à ce que les sociétés défenderesses soient condamnées à lui verser le montant de 250'000 fr. au titre de restitution du gain illicite, alternativement au titre de dommages-intérêts, a requis la publication du dispositif du jugement dans plusieurs journaux ou revues, ainsi que sur divers sites internet, aux frais exclusifs des défenderesses. Le 29 juin 2015, les sociétés défenderesses ont conclu au rejet de la demande et, reconventionnellement, à la constatation de la nullité du design (no xxx) du demandeur. B.b. Lors de l'audience de débats d'instruction du 12 février 2016, la Cour civile a décidé de trancher uniquement les questions relevant du droit des designs et de la concurrence déloyale, la demande (reconventionnelle) visant la nullité du design étant " traitée comme question préalable " (arrêt entrepris let. G p. 7). Le 13 mai 2016, la juge instructeur a procédé à l'audition d'un " témoin-expert " et les parties ont été interrogées. B.c. Par " jugement séparé " du 31 août 2016, la Cour civile du Tribunal cantonal neuchâtelois a rejeté la demande du 25 mars 2015 et la demande reconventionnelle du 29 juin 2015. C. Contre ce jugement cantonal, le demandeur exerce un recours en matière civile au Tribunal fédéral. Il conclut à sa réforme en ce sens que sa demande soit admise et qu'il soit ordonné aux sociétés défenderesses de cesser tout usage dans le commerce des produits horlogers comportant le design no xxx dont il est titulaire, en particulier un motif représentant une fleur à douze pétales, sous la menace des peines prévues à l'art. 292 CP (en cas d'insoumission). Il invoque une violation de l'art. 8 LDes et de l'art. 3 let. d LCD. Les intimées concluent à l'irrecevabilité du recours en matière civile et, subsidiairement, à son rejet. Les parties ont encore déposé des observations.