Faits :
A.
Statuant sur opposition à l'ordonnance pénale rendue par le ministère public le 17 mai 2016, la Juge de police de l'arrondissement du Lac a, par jugement du 12 octobre 2017, reconnu X._ coupable de violation grave des règles de la circulation routière (art. 90 al. 2 cum art. 27 al. 1 LCR) et l'a condamné à une peine pécuniaire de 20 jours-amende à 50 fr. le jour avec sursis pendant 2 ans, ainsi qu'au paiement d'une amende de 500 francs.
B.
Par jugement du 30 août 2018, la Cour d'appel pénal du Tribunal cantonal de l'Etat de Fribourg a rejeté l'appel formé par X._ contre la décision de première instance et l'a confirmée.
En substance, elle a retenu que X._ a circulé au volant de son véhicule automobile, le 25 mars 2015, à 20h58, sur l'autoroute A1, au tunnel " A._ ", à B._, côté Alpes, au km 135, à une vitesse mesurée par radar à 136 km/h (marge de sécurité déduite), au lieu des 100 km/h prescrits sur ce tronçon.
Dans un premier temps, X._ a nié être le conducteur du véhicule en cause. Il a reconnu en être le conducteur après avoir été confronté à une photo de meilleure qualité prise par le radar. Il a toutefois contesté la vitesse mesurée et a requis plusieurs documents en vue de l'attester.
Le dossier contient notamment un certificat de vérification de l'Institut fédéral de métrologie (METAS) sur le système de mesure en cause ainsi que sa notice d'utilisation.
C.
X._ forme un recours en matière pénale auprès du Tribunal fédéral contre le jugement cantonal et conclut, avec suite de fais et dépens, à son acquittement. Il requiert l'octroi de l'effet suspensif.
Considérant en droit :
1.
Le recourant met en doute la fiabilité de la mesure de contrôle de vitesse. Selon lui, les faits ont été manifestement documentés de manière incomplète et donc constatés de manière inexacte. En substance, il considère que la cour cantonale ne pouvait pas tenir la vitesse mesurée comme établie, faute de protocole d'homologation initiale de l'instrument de mesure, de désignation exacte de l'emplacement de celui-ci et de certificat de formation du policier ayant procédé au contrôle. En cela, il reproche à la cour cantonale d'avoir violé les règles relatives aux contrôles de vitesse.
En outre, il invoque une violation de la présomption d'innocence ainsi que de son droit à un procès équitable (cf. art. 6 al. 2 et 10 CPP, 32 al. 1 Cst. et 6 CEDH).
1.1.
1.1.1. Le Tribunal fédéral n'est pas une autorité d'appel, auprès de laquelle les faits pourraient être rediscutés librement. Il est lié par les constatations de fait de la décision entreprise (art. 105 al. 1 LTF), à moins qu'elles n'aient été établies en violation du droit ou de manière manifestement inexacte au sens des art. 97 al. 1 et 105 al. 2 LTF, à savoir, pour l'essentiel, de façon arbitraire au sens de l'art. 9 Cst. Une décision n'est pas arbitraire du seul fait qu'elle apparaît discutable ou même critiquable; il faut qu'elle soit manifestement insoutenable et cela non seulement dans sa motivation mais aussi dans son résultat (ATF 143 IV 500 consid. 1.1 p. 503 et l'arrêt cité). En matière d'appréciation des preuves et d'établissement des faits, il n'y a arbitraire que lorsque l'autorité ne prend pas en compte, sans aucune raison sérieuse, un élément de preuve propre à modifier la décision, lorsqu'elle se trompe manifestement sur son sens et sa portée, ou encore lorsque, en se fondant sur les éléments recueillis, elle en tire des conclusions insoutenables (ATF 143 IV 500 consid. 1.1 p. 503 et les références citées). Le Tribunal fédéral n'entre en matière sur les moyens fondés sur la violation de droits fondamentaux, dont l'interdiction de l'arbitraire, que s'ils ont été invoqués et motivés de manière précise (art. 106 al. 2 LTF). Les critiques de nature appellatoire sont irrecevables (ATF 142 III 364 consid. 2.4 p. 368).
La présomption d'innocence, garantie par les art. 10 CPP, 32 al. 1 Cst., 14 par. 2 Pacte ONU II et 6 par. 2 CEDH, ainsi que son corollaire, le principe " in dubio pro reo ", concernent tant le fardeau de la preuve que l'appréciation des preuves au sens large (ATF 127 I 38 consid. 2a p. 40 s.; arrêt 6B_804/2017 du 23 mai 2018 consid. 2.2.3.1 destiné à la publication). En tant que règle sur le fardeau de la preuve, elle signifie, au stade du jugement, que le fardeau de la preuve incombe à l'accusation et que le doute doit profiter au prévenu. Comme règle d'appréciation des preuves (sur la portée et le sens précis de la règle sous cet angle, cf. arrêt 6B_804/2017 précité consid. 2.2.3.3 destiné à la publication), la présomption d'innocence signifie que le juge ne doit pas se déclarer convaincu de l'existence d'un fait défavorable à l'accusé si, d'un point de vue objectif, il existe des doutes quant à l'existence de ce fait. Il importe peu qu'il subsiste des doutes seulement abstraits et théoriques, qui sont toujours possibles, une certitude absolue ne pouvant être exigée. Il doit s'agir de doutes sérieux et irréductibles, c'est-à-dire de doutes qui s'imposent à l'esprit en fonction de la situation objective. Lorsque l'appréciation des preuves et la constatation des faits sont critiquées en référence au principe " in dubio pro reo ", celui-ci n'a pas de portée plus large que l'interdiction de l'arbitraire (ATF 143 IV 500 consid. 1.1 p. 503; 138 V 74 consid. 7 p. 82; arrêt 6B_804/2017 précité consid. 2.2.3.3 destiné à la publication).
1.1.2. En matière de circulation routière, la question de savoir si les instruments de mesure utilisés fonctionnent correctement et si les mesures réalisées sont fiables relève du fait (ATF 121 IV 64 consid. 3 p. 66).
1.1.3. Conformément à l'art. 106 al. 1 LCR, le Conseil fédéral arrête les prescriptions nécessaires à l'application de cette loi et désigne les autorités fédérales compétentes pour son exécution. Il peut autoriser l'Office fédéral des routes (OFROU) à régler les modalités. En application de cette délégation de compétence, le Conseil fédéral a édicté l'ordonnance du 28 mars 2007 sur le contrôle de la circulation routière (OCCR; RS 741.013). Selon l'art. 3 al. 1, 1ère phrase, OCCR, le contrôle de la circulation sur la voie publique, y compris celui du transport de voyageurs et de l'admission des transporteurs routiers, incombe aux organes de police compétents selon le droit cantonal. Conformément à l'art. 9 al. 2 OCCR, pour les contrôles effectués à l'aide de moyens techniques, l'OFROU fixe, en accord avec l'Office fédéral de métrologie, les modalités d'exécution et la procédure qui s'y rapporte (let. a) ainsi que les exigences liées aux systèmes et aux genres de mesures et les marges d'erreur inhérentes aux appareils et aux mesures (let. b). L'OFROU fixe les exigences posées au personnel chargé des contrôles et de l'évaluation (al. 3). Dans ce cadre, cet office a édicté, le 22 mai 2008, une ordonnance (OOCCR-OFROU; RS 741.013.1), ainsi que, en accord avec le METAS, des instructions concernant les contrôles de vitesse par la police et la surveillance de la circulation aux feux rouges (Instructions de l'OFROU).
Selon l'art. 2 OOCCR-OFROU, les systèmes de mesure destinés à la constatation officielle de faits matériels dans le cadre de contrôles de la circulation routière ne peuvent être mis en place, installés, exploités et entretenus que par du personnel dûment formé (al. 2). L'al. 3 prévoit que le personnel chargé des contrôles et de l'évaluation doit disposer des connaissances spécialisées théoriques et pratiques relatives au type de mesure, au système de mesure, à la réalisation des mesures ainsi qu'à l'évaluation des mesurages (let. a); être habilité par l'autorité compétente à exécuter des contrôles et des évaluations (let. b).
L'art. 3 OOCCR-OFROU traite des méthodes et systèmes de mesure. L'al. 1 prévoit notamment que les exigences posées aux méthodes de mesure, aux systèmes de mesure ainsi que le contrôle subséquent sont régis par l'ordonnance du 15 février 2006 sur les instruments de mesure (OIMes; RS 941.210) ainsi que, le cas échéant, les ordonnances spécifiques sur les instruments de mesure. Selon l'al. 2, la personne qui utilise un système de mesure doit faire en sorte que ce dernier réponde aux exigences légales et que les procédures de maintien de la stabilité de mesure prévues soient effectuées. Sont notamment concernées les prescriptions relatives à l'approbation, à la vérification et au marquage des systèmes de mesure.
L'ordonnance du Département fédéral de justice et police (DFJP) sur les instruments de mesure utilisés pour le contrôle de la vitesse et la surveillance de la circulation routière aux feux rouges du 28 novembre 2008 (ordonnance sur les instruments de mesure de vitesse; RS 941.261) fixe notamment la procédure de mise sur le marché de ces instruments de vitesse (art. 1 let. b et art. 5) ainsi que la procédure de maintien de la stabilité de mesure (art. 1 let. c et art. 6; cf. art. 24 et annexe 7 OIMes).
1.2. La cour cantonale a constaté que le radar de type TraffiStar S330 en cause (composé de trois capteurs piézo installés dans le revêtement de la chaussée) est un système de mesure immobile autonome (cf. art. 6 let. b OOCCR-OFROU) et non un système de mesure immobile surveillé par un personnel spécialisé (cf. art. 6 let. a OOCCR-OFROU).
Ce type d'installation étant contrôlé et mis en route annuellement par des collaborateurs du METAS disposant des connaissances spécialisées nécessaires, la production du certificat de formation de ces derniers était inutile. En outre, l'établissement du rapport de dénonciation consistait uniquement au report des données figurant sur la photo du radar et leur appliquer les marges de sécurité légales, ce qui ne nécessite aucune formation spécialisée. La production d'un certificat de formation relatif à l'auteur du rapport de dénonciation s'avérait par conséquent sans pertinence. S'agissant du plan de positionnement du radar, la cour cantonale a relevé que les instructions de l'OFROU y relatives ne s'appliquaient pas aux systèmes de mesure autonomes comme celui en cause. Enfin, la cour cantonale a considéré que le certificat de vérification ultérieure, figurant au dossier, suffisait pour attester de la fiabilité de la mesure de vitesse constatée, puisque le contrôle périodique examinait les mêmes points que la vérification initiale.
1.3. Il est établi et incontesté que le recourant a été contrôlé par un système de mesure immobile autonome au sens de l'art. 6 let. b OOCCR-OFROU. Le contrôle de l'instrument par le METAS le 2 mars 2015 a donné lieu à un certificat de vérification. Ce document atteste que le radar en cause a été vérifié trois semaines avant l'infraction reprochée en l'espèce, qu'il répond aux exigences légales, qu'il peut être utilisé pour des mesures officielles conformément à l'OOCCR-OFROU et que la vérification est valable jusqu'au 31 mars 2016.
1.3.1. Le recourant se plaint du défaut de certificat de vérification initiale du radar et prétend que " se contenter du protocole de contrôle périodique revient à présumer la conformité de l'installation dès le départ ".
Or l'annexe 7 ch. 1 de l'OIMes prévoit expressément que la vérification ultérieure permet de contrôler si la construction, l'état et les caractéristiques métrologiques d'un instrument de mesure individuel correspondent toujours aux prescriptions et si l'instrument peut continuer à être utilisé. D'ailleurs, en l'espèce, le certificat de vérification atteste que l'instrument a été contrôlé selon les prescriptions de vérification du METAS, fixées lors de l'examen de modèle. Il en résulte que la procédure destinée à maintenir la stabilité de la mesure (cf. art. 3 al. 2 OOCCR-OFROU; art. 6 de l'ordonnance du DFJP en lien avec l'annexe 7 ch. 1 OIMes) vise à garantir le bon fonctionnement de l'instrument et la fiabilité des mesures. Ainsi, la cour cantonale pouvait se contenter du certificat de vérification ultérieur et renoncer à la production d'un document relatif à la procédure de mise sur le marché de l'appareil de mesure (art. 5 al. 1 de l'ordonnance du DFJP et l'annexe 5 de l'OIMes invoqués par le recourant) pour admettre le bon fonctionnement du radar et la fiabilité de la mesure. Contrairement à ce qu'affirme péremptoirement le recourant, la production en annexe du rapport de police du certificat d'homologation de l'appareil de mesure n'est pas obligatoire (cf. dans ce sens, arrêts 6B_686/2017 du 16 février 2018 consid. 1.2; 6B_745/2012 du 12 juin 2013 consid. 3.3 et 3.5; 6B_129/2010 du 10 juin 2010 consid. 2.2).
1.3.2. Le recourant considère que le dossier est incomplet au motif qu'il ne contient pas d'attestation de la formation de l'agent de police ayant procédé au contrôle de vitesse.
Or l'art. 2 al. 3 OOCCR-OFROU, applicable au personnel chargé des contrôles et de l'évaluation n'exige aucun certificat de formation. En tout état, le recourant ne conteste pas que, en l'espèce, le sergent chef responsable du radar est un fonctionnaire formé disposant des capacités nécessaires pour procéder au contrôle, ainsi que cela ressort du jugement de première instance (cf. jugement du 12 octobre 2017, consid. H.c p. 3). Rien ne permet de douter des connaissances spécifiques d'un sergent chef du Bureau des amendes d'ordre et du radar pour contrôler et évaluer les mesures. Le recourant ne tente pas de démontrer qu'il aurait été arbitraire d'admettre que l'agent disposait des connaissances suffisantes au sens de l'art. 2 al. 3 let. a OOCCR-OFROU. Il s'écarte de manière inadmissible de l'état de fait retenu par l'autorité cantonale en tant qu'il prétend que le policier aurait " manipulé, installé, exploité et entretenu le matériel ayant servi au contrôle de vitesse " (art. 105 al. 1 LTF). Par ailleurs, le recourant ne prétend pas, ni ne démontre, que le sergent chef n'était pas habilité par une autorité compétente au sens de l'art. 2 al. 3 let. b OOCCR-OFROU (sur cette question, cf. arrêts 6B_1029/2016 du 27 avril 2017 consid. 3.2.2; 6B_656/2012 du 14 juin 2013 consid. 1 en lien avec l'organisation de la police relevant du droit cantonal).
Pour le surplus le recourant ne se plaint pas de l'absence de certificat de formation du personnel du METAS, chargé, d'après les faits établis par la cour cantonale (cf. art. 105 al. 1 LTF), de mettre en route le radar (cf. art. 2 al. 2 OOCCR-OFROU, cf. également arrêt 6B_937/2013 du 23 septembre 2014 consid. 1.3.2 sur les exigences déduites de l'art. 2 al. 2 et 3 OOCCR-OFROU).
Purement appellatoire et inopportun, le parallèle que tire le recourant avec la formation du personnel responsable des analyses ADN en matière de meurtres est irrecevable.
1.3.3. Le recourant est mal venu de prétendre que, faute de plan de positionnement du radar, il ne serait pas possible de savoir avec certitude si la mesure de vitesse a eu lieu dans un virage et s'il respecte les prescriptions légales, alors que le lieu précis figure sur le rapport de dénonciation et que la configuration (rectiligne) des lieux ressort de la photographie du radar (cf. pce 5). En tant que le recourant se fonde sur les instructions de l'OFROU, il est relevé qu'elles constituent de simples recommandations, qui n'ont pas force de loi et ne lient pas le juge (ATF 121 IV 64 consid. 3 p. 66; 102 IV 271; arrêts 6B_1083/2010 du 21 mars 2011 consid. 1.4.2; 6B_129/2010 du 10 juin 2010 consid. 2.2). En tout état, ces instructions n'exigent pas de plan de positionnement pour des mesures au moyen de systèmes immobiles autonomes (cf. ch. IV), tels que celui en cause.
1.3.4. En définitive, sur la base des différents éléments figurant au dossier, la cour cantonale pouvait, sans arbitraire, retenir que la mesure constatée était fiable et se fonder sur cette dernière pour retenir l'excès de vitesse reproché.
1.4. En tant que le recourant invoque une violation de l'art. 6 CPP, il n'expose pas en quoi la cause n'aurait été instruite qu'à charge, alors que le certificat de vérification du radar ainsi que la notice d'utilisation ont été administrés à sa demande. Il affirme, de manière appellatoire que, " dans le cas présent, une bien plus grande place a été donnée à l'instruction à charge "et se contente de réitérer les critiques traitées ci-avant, sans développer son propos. Insuffisamment motivé, son grief est irrecevable (cf. art. 42 al. 2 LTF).
Pour le reste, le recourant ne formule aucun grief relatif à la qualification de l'infraction ainsi qu'à la peine prononcée.
2.
Au vu de ce qui précède, le recours doit être rejeté dans la mesure où il est recevable. Le recourant, qui succombe, supporte les frais judiciaires (art. 66 al. 1 LTF).
La cause étant tranchée, la demande d'effet suspensif devient sans objet.
Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce :
1.
Le recours est rejeté dans la mesure où il est recevable.
2.
Les frais judiciaires, arrêtés à 3'000 fr., sont mis à la charge du recourant.
3.
Le présent arrêt est communiqué aux parties et au Tribunal cantonal de l'Etat de Fribourg, Cour d'appel pénal.
Lausanne, le 2 novembre 2018
Au nom de la Cour de droit pénal
du Tribunal fédéral suisse
Le Président : Denys
La Greffière : Klinke