Faits:
A. Par avis paru dans la Feuille officielle du canton de Fribourg du 10 juin 2005, le Service cantonal des ponts et chaussées a mis à l'enquête publique le projet de la route principale suisse H182 (route cantonale Fribourg-Morat, axe 3300), nouvelle traversée de la Sarine, reliant la route de Morat à celle de Berne, projet dit "Poya". La demande de défrichement et de reboisement de compensation nécessaire au projet Poya a été mise simultanément à l'enquête publique, d'entente avec le Service cantonal des forêts et de la faune. Le rapport d'impact sur l'environnement relatif à ce projet (version 1.1 du 8 juin 2005; ci-après: RIE 1.1) a été mis en consultation en même temps.
Le 9 juillet 2005, A._, propriétaire des parcelles 8060 et 8162 du registre foncier de la ville de Fribourg, a formé opposition au projet Poya ainsi qu'à la demande de défrichement et de reboisement de compensation. Une séance de conciliation s'est déroulée le 8 novembre 2005, mais l'intéressé a maintenu son opposition.
Par avis paru dans la Feuille officielle du 5 janvier 2007, le Service des ponts et chaussées a mis à l'enquête publique les modifications du projet Poya; il a simultanément mis en consultation les compléments et modifications du rapport d'impact (version 1.1a du 21 juillet 2006; ci-après: RIE). Ces modifications concernaient le carrefour St-Léonard, la trémie d'accès au tunnel, le passage inférieur pour piétons sous la digue CFF, le chemin d'accès au pont depuis le Palatinat et la route de Berne, du carrefour Bellevue au carrefour St-Barthélémy. Par avis du même jour, le Service des ponts et chaussées a mis à l'enquête publique l'aménagement à quatre voies de la route de Morat et la construction d'un collecteur d'évacuation des eaux claires vers le lac de Schiffenen ainsi que, d'entente avec le Service des forêts et de la faune, la demande de défrichement temporaire en relation avec la construction du collecteur d'évacuation des eaux claires.
Le 5 février 2007, A._ a formé opposition au projet Poya, notamment à la mise en consultation simultanée des modifications et compléments du RIE et à la mise à l'enquête publique simultanée de la demande de défrichement temporaire en relation avec la construction du collecteur d'évacuation des eaux claires. Une séance de conciliation s'est déroulée le 16 mai 2007, mais l'opposant a maintenu son opposition.
B. Par décision du 21 novembre 2007, la Direction des institutions, de l'agriculture et des forêts du canton de Fribourg (ci-après: la DIAF) a autorisé le défrichement d'une surface de 5'432 m2 de forêt sur les parcelles 8012, 8018, 8130.98, 8019.98, 14185 et 14186 du registre foncier de la ville de Fribourg et a levé l'opposition de A._. Elle a considéré que l'intérêt de l'ouvrage projeté, qui permettait de décharger le quartier du Bourg du trafic de transit et de protéger la cathédrale St-Nicolas des graves atteintes dues à ce trafic, primait l'intérêt à la conservation de la forêt. Elle a en outre souligné que d'autres variantes avaient été étudiées mais que toutes nécessitaient un défrichement plus ou moins important, de sorte que l'ouvrage ne pouvait être construit qu'à l'endroit prévu.
Par décision du 28 novembre 2007, la Direction de l'aménagement, de l'environnement et des constructions du canton de Fribourg (ci-après: la DAEC) a approuvé le projet Poya. Par décision séparée du même jour, elle a déclaré irrecevable l'opposition de A._ du 5 février 2007, au motif que les modifications de 2007 ne concernaient pas le secteur où il se trouvait. Par ailleurs, elle a rejeté son opposition du 9 juillet 2005. En substance, elle a considéré que les effets du projet sur la nature et le paysage étaient acceptables et que le nouveau tracé routier aurait une nouvelle affectation conforme au plan d'affectation des zones. Elle a en outre rejeté les griefs de l'opposant relatifs à la pollution de l'air, au bruit, aux vibrations, à la protection des sources et au RIE. Elle a en particulier considéré que le projet Poya permettait de diminuer le niveau de la pollution atmosphérique dans le quartier du Bourg, en occasionnant une détérioration seulement légère de la situation dans certains secteurs périphériques.
C. Dans un acte de recours unique, A._ a attaqué les décisions de la DAEC du 28 novembre 2007 et de la DIAF du 21 novembre 2007 auprès de la IIe Cour administrative du Tribunal cantonal du canton de Fribourg (ci-après: le Tribunal cantonal).
Par arrêt du 30 octobre 2008, le Tribunal cantonal a rejeté le recours et confirmé les décisions entreprises. Il a relevé pour l'essentiel que le RIE répondait aux exigences posées en la matière. Par ailleurs, l'étude d'impact sur l'environnement avait été réalisée de façon correcte et complète et la DAEC pouvait se baser sur ses résultats pour statuer sur la conformité du projet avec l'environnement. Les craintes de l'intéressé au sujet de ses sources n'étaient pas fondées, dès lors que la DAEC avait pris en compte la présence de sources dans le périmètre touché par le projet Poya, qu'elle avait prévu des mesures de protections suffisantes avant, pendant et après le chantier et avait garantit en outre le débit et la qualité de l'eau. Les mesures supplémentaires de protection contre le bruit requises par l'intéressé ne se justifiaient pas, puisque les résultats obtenus par les calculs et les mesures comparatives concordaient et que les valeurs de planification étaient parfaitement respectées. Quant aux reproches relatifs à l'absence de plan directeur cantonal et au manque de coordination, ils étaient dénués de fondement. Enfin, la décision de défrichement de la DIAF était conforme au droit fédéral, grâce aux différentes mesures de compensation et de protection envisagées. L'ouvrage ne pouvait au demeurant être construit qu'à l'endroit prévu et aucun élément dans l'ensemble du dossier ne laissait penser que le défrichement serait dangereux pour l'environnement.
D. Agissant par la voie du recours en matière de droit public, A._ demande au Tribunal fédéral d'annuler l'arrêt du Tribunal cantonal du 30 octobre 2008 et de renvoyer la cause audit tribunal pour nouvelle décision dans le sens des considérants. En bref, le recourant se plaint d'une constatation des faits inexacte ainsi que d'une mauvaise application du droit.
Le Tribunal cantonal renvoie aux considérants de son arrêt et conclut au rejet du recours. La DIAF se réfère intégralement à l'arrêt entrepris et demande au Tribunal fédéral de rejeter le recours, dans la mesure où il est recevable. La DAEC conclut au rejet du recours. Invité à se déterminer, l'Office fédéral de l'environnement (ci-après: l'OFEV) a indiqué ne pas avoir constaté de violation du droit matériel de l'environnement dans l'arrêt attaqué.
Par ordonnance du 15 janvier 2009, le Président de la Ire Cour de droit public a constaté que le recours avait un effet suspensif de par la loi en vertu de l'art. 47 de la loi fédérale du 4 octobre 1991 sur les forêts (LFo; RS 921.0).
Le recourant a répliqué les 18 février et 17 avril 2009, confirmant les conclusions prises dans son recours. Le Tribunal cantonal et la DIAF ont renoncé à dupliquer. La DAEC a indiqué que si les résultats des tests concernant le revêtement "Nanosoft" étaient négatifs, elle s'engageait à poser un revêtement tel que préconisé par l'OFEV, à savoir un revêtement "neutre"; elle a ajouté qu'elle "tiendra compte du développement futur puisqu'il s'agit d'un domaine en pleine évolution."
Considérant en droit:
1. L'arrêt attaqué confirme la décision de la DIAF du 21 novembre 2007 relative au défrichement et celle de la DAEC du 28 novembre 2007 approuvant le projet Poya. La voie du recours en matière de droit public (art. 82 ss LTF) est en principe ouverte contre une décision prise par une autorité cantonale de dernière instance dans une contestation portant sur l'application du droit de la protection de l'environnement.
Le recourant, propriétaire des articles 8060 et 8162 du registre foncier de la ville de Fribourg, sises dans le voisinage immédiat du pont projeté, est touché plus que quiconque par les nuisances susceptibles d'être provoquées par l'exploitation du pont. Ses bien-fonds sont également proches des parcelles 8012, 8018, 8130.98 et 8019.98 visées par le défrichement. Il a donc un intérêt digne de protection à l'annulation ou la modification de l'arrêt attaqué et a ainsi qualité pour agir au sens de l'art. 89 LTF.
2. Le Tribunal fédéral s'estime suffisamment renseigné pour statuer en l'état du dossier. Il n'y a par conséquent pas lieu de donner suite aux diverses mesures d'instructions complémentaires sollicitées par le recourant, notamment celles visant à ordonner une inspection des lieux (cf. art. 37 PCF, applicable par renvoi de l'art. 55 al. 1 LTF).
3. Le recourant se plaint d'une violation de son droit d'être entendu. Il allègue que le dossier auquel le public avait accès lors de la mise à l'enquête du 10 juin 2005 et de la mise à l'enquête complémentaire du 5 janvier 2007 ne contenait pas toutes les pièces pertinentes requises, tout en précisant que les pièces manquantes ont été produites par la DAEC au cours de la procédure cantonale. Il ne fait pas valoir qu'il n'aurait pas été informé de la production de ces documents ni qu'il aurait été empêché de les consulter et de s'exprimer à leur sujet. Il apparaît au demeurant qu'il a eu largement l'occasion de faire valoir son point de vue tout au long de la procédure cantonale. Dans ces conditions, il dénonce à tort une violation de son droit d'être entendu et son grief doit être rejeté.
4. Le recourant reproche à la cour cantonale d'avoir établi les faits de façon incomplète et inexacte.
4.1 Le Tribunal fédéral statue en principe sur la base des faits établis par l'autorité précédente (art. 105 al. 1 LTF), sous réserve des cas prévus à l'art. 105 al. 2 LTF. Quant au recourant, il ne peut critiquer la constatation de faits, susceptibles d'avoir une influence déterminante sur l'issue de la procédure, que si ceux-ci ont été établis de manière manifestement inexacte ou en violation du droit au sens de l'art. 95 LTF, en particulier en violation de l'interdiction constitutionnelle de l'arbitraire (art. 97 al. 1 LTF; ATF 134 V 53 consid. 4.3 p. 62; Message concernant la révision totale de l'organisation judiciaire fédérale du 28 février 2001, FF 2001 p. 4135).
4.2 Selon le recourant, l'état de fait de l'arrêt attaqué est succinct et ne donne qu'une image tronquée de la réalité. Ceci serait dû au fait que le Tribunal cantonal aurait été pressé par la DAEC et la DIAF de rendre une décision rapidement avant le 31 décembre 2008; en effet, l'art. 7 al. 1 de la loi fédérale du 6 octobre 2006 sur le fonds d'infrastructure pour le trafic d'agglomération, le réseau des routes nationales de même que pour les routes principales dans les régions de montagne et les régions périphériques (LFInfr; RS 725.13) prévoit que le droit au fonds alloué par la Confédération pour un projet s'éteint si la phase de sa mise en oeuvre n'a pas commencé à la fin de 2008. Il est étonnant que le recourant tente de tirer argument du délai dans lequel son recours a été tranché (à peine plus de neufs mois) et on ne voit pas en quoi cette critique d'ordre général permettrait d'en déduire que la cour cantonale aurait mal établi les faits. Au demeurant, la motivation du recourant sur ce point est insuffisante: celui-ci n'explique pas précisément quels faits ont été constatés de façon erronée ou inexacte. Ses griefs plus spécifiques relatifs à l'établissement des faits, développés dans son argumentation juridique, seront examinés en même temps que les questions au fond correspondantes.
5. Le recourant soutient que le RIE s'avère manifestement insuffisant puisqu'il ne présente pas "une étude de près des différentes variantes qui compare celles-ci au projet", en violation de l'art. 9 de l'ordonnance du 19 octobre 1988 relative à l'étude de l'impact sur l'environnement (OEIE; RS 814.011). Par ailleurs, il serait problématique que la variante litigieuse ait été choisie avant même que l'autorité compétente ne connaisse la teneur du rapport géotechnique du 15 novembre 2007, lequel expose les risques liés au projet et dont le Tribunal cantonal n'aurait pas tenu compte.
5.1 En vertu de l'art. 10b al. 2 de la loi fédérale du 7 octobre 1983 sur la protection de l'environnement (LPE; RS 814.01), le rapport d'impact sur l'environnement doit comporter les indications nécessaires à l'appréciation du projet selon les dispositions sur la protection de l'environnement. Il est établi conformément aux directives des services spécialisés et présente les points suivants: l'état initial, le projet, y compris les mesures prévues pour la protection de l'environnement et pour les cas de catastrophes ainsi que les nuisances dont on peut prévoir qu'elles subsisteront. L'art. 9 OEIE précise que le rapport d'impact doit rendre compte de tous les aspects de l'impact sur l'environnement imputables à la réalisation du projet et les évaluer aussi bien isolément que collectivement et dans leur action conjointe; il doit également présenter la manière dont les résultats des études environnementales effectuées dans le cadre de l'aménagement du territoire sont pris en compte. Par ailleurs, d'après l'art. 2 al. 1 let. b de l'ordonnance du 28 juin 2000 sur l'aménagement du territoire (OAT; RS 700.1), lors de la planification d'activités ayant des effets sur l'organisation du territoire, les autorités examinent en particulier, compte tenu du développement spatial souhaité, quelles possibilités et variantes de solution entrent en ligne de compte. Le droit fédéral n'oblige toutefois pas, de façon générale, l'auteur du projet à élaborer des projets alternatifs et n'exige de toute manière pas une analyse des variantes aussi détaillée que celle qui est faite pour le projet lui-même; en particulier, il n'impose pas une étude de l'impact sur l'environnement pour chaque variante (arrêt 1C_330/2007 du 21 décembre 2007, consid. 9.4 et l'arrêt cité). Au demeurant, aucune disposition de droit fédéral ne mentionne une obligation de comparer les variantes dans le rapport d'impact.
5.2 Dans le cas particulier, les différentes variantes envisageables ont fait l'objet d'un examen sérieux et détaillé avant que l'actuel projet ne soit retenu. Il ressort du dossier que l'autorité a évalué et comparé entre elles plus de cinq variantes, selon la même méthodologie (systématisation des objectifs, pondération et notation), basée sur une analyse des valeurs utilité. Les objectifs analysés étaient la circulation, les coûts, l'environnement, l'aménagement du territoire, le patrimoine architectural et les nuisances dues aux travaux. Ces objectifs ont été pondérés par le comité de pilotage et le groupe technique du projet et chaque variante a systématiquement été notée par ces mêmes groupes. L'aspect environnemental a joué un rôle important. La meilleure des variantes a ensuite été optimisée et a fait l'objet de la mise à l'enquête. Un bref aperçu de ces variantes ressort du document "synthèse variantes" élaboré par le Service des ponts et chaussées et la DAEC s'est toujours tenue prête à produire, sur réquisition, les dossiers des variantes. Contrairement à ce que soutient le recourant, il importe peu que la comparaison des variantes ne figure pas dans le RIE. De même, on ne voit pas ce que l'intéressé pourrait tirer comme argument du fait que, pour l'information du public, l'étude des variantes soit publiée sur un site Internet géré par un privé et non par l'Etat de Fribourg; dans la mesure où elle est recevable (cf. art. 99 LTF), la pièce nouvelle qu'il a produite à ce propos, soit un article du Temps daté du 7 octobre 2008, est dénuée de pertinence.
Quant au rapport géotechnique du 15 novembre 2007, il contient une analyse des données géologiques du site sur la base de sondages et autres mesures géotechniques poussées; il propose également des mesures préventives et sécuritaires devant permettre la réalisation des fondations du pont. Un tel rapport sert au dimensionnement de l'ouvrage et ne contient pas tous les critères nécessaires à une étude de variante. Il est plutôt établi en vue de la mise au point du projet d'exécution. Il ne fait dès lors pas à proprement parler partie du dossier d'approbation des plans et l'autorité compétente n'était pas tenue d'attendre sa production avant de procéder au choix de la variante, qu'il n'était d'ailleurs pas en mesure d'influencer. Les griefs soulevés par le recourant au sujet des risques mis en évidence par le rapport géotechnique et auxquels ses sources seraient exposées seront examinés au consid. 8 ci-après.
Au vu de ce qui précède, il apparaît que les exigences du droit fédéral relatives à l'élaboration du RIE et à l'analyse des variantes ont été respectées. Le grief du recourant doit être rejeté.
6. Le recourant estime que le Tribunal cantonal a violé le droit fédéral en considérant que l'absence de rapport de conformité au sens de l'art. 47 OAT ne portait pas à conséquence.
Aux termes de l'art. 47 al. 2 OAT, l'autorité qui établit les plans d'affectation fournit à l'autorité cantonale chargée d'approuver ces plans un rapport démontrant leur conformité aux buts et aux principes de l'aménagement du territoire, ainsi que la prise en considération adéquate des observations émanant de la population, des conceptions et des plans sectoriels de la Confédération, du plan directeur et des exigences découlant des autres dispositions du droit fédéral, notamment de la législation sur la protection de l'environnement. La loi fédérale sur l'aménagement du territoire (LAT) ne prévoit pas elle-même directement l'établissement d'un tel rapport. Celui-ci est avant tout nécessaire lors de l'approbation d'un plan d'affectation communal par une autorité cantonale. Dans plusieurs cantons en effet, l'autorité qui établit les plans d'affectation est une autorité communale, qui ne se borne pas à faire une proposition mais qui prend une véritable décision d'adoption du plan. Pour que le plan entre en vigueur et ait force obligatoire, la décision doit encore, en vertu de l'art. 26 LAT, être approuvée par une autorité cantonale. Le rapport selon l'art. 47 OAT est destiné à cette autorité cantonale. Il lui permet de mieux comprendre les enjeux de l'aménagement local, dans la commune concernée, et d'obtenir d'office des renseignements sur les différents points décisifs (arrêt 1C_17/2008 du 13 août 2008, in SJ 2008 I 471, consid. 2.2). Ce rapport sert également d'instrument aux instances de recours, Tribunal fédéral y compris, lorsqu'il s'agit d'examiner la conformité du plan d'affectation aux exigences découlant de la législation fédérale sur la protection de l'environnement.
Or, dans le cas d'espèce, l'autorité compétente pour approuver le projet Poya n'est pas une autorité communale mais l'autorité cantonale directement, soit la DAEC. Celle-ci a elle-même rassemblé les avis des services spécialisés, qui a traité les oppositions émanant de la population et qui a ordonné l'élaboration d'une étude d'impact sur l'environnement. Elle connaît ainsi mieux que quiconque tous les éléments du dossier et les enjeux de l'aménagement cantonal. Par conséquent, le Tribunal cantonal n'a pas violé le droit fédéral en relevant que le rapport de conformité n'avait pas de raison d'être dans ce cas, puisque c'est effectivement la même autorité qui établit et approuve les plans, et que son inexistence ne portait dès lors pas à conséquence. Le recours est mal fondé sur ce point.
7. Le recourant fait valoir que les procédures n'ont pas été coordonnées, en violation de l'art. 8 OEIE. En particulier, il relève que le carrefour St-Léonard fait l'objet d'une mise à l'enquête complémentaire. La mention du projet dans le plan directeur cantonal ne serait par ailleurs pas suffisante dans le cas particulier et ne permettrait pas une coordination et une pesée des intérêts complètes, objectives et suffisantes. Le plan directeur de l'agglomération fribourgeoise n'aurait en outre pas été évalué positivement par l'Office fédéral du développement territorial et aucune mesure d'accompagnement concrète préconisée par le Service cantonal de l'environnement n'aurait été proposée.
7.1 Tout d'abord, le recourant reproche au Tribunal cantonal d'avoir établi de façon manifestement inexacte les faits en constatant que toutes les autorisations nécessaires à la réalisation du projet ont été notifiées simultanément; ces autorisations ne lui auraient en effet pas été notifiées en même temps que la décision d'approbation du projet. La motivation du grief est clairement insuffisante sur ce point, le recourant n'alléguant nullement que la correction de cette éventuelle inexactitude aurait permis d'aboutir à un résultat différent (cf. consid. 4.1 ci-dessus). Son grief relatif à l'éventuel dysfonctionnement du carrefour St-Léonard est également irrecevable. En effet, le recourant critique une série de paramètres en lien avec les nouvelles variantes étudiées pour le carrefour St-Léonard. Or, ce point était déjà réservé dans la décision d'approbation du projet Poya du 28 novembre 2007, qui indiquait qu'une étude détaillée du fonctionnement dudit carrefour serait élaborée avec le Service cantonal des ponts et chaussées dans un délai de six mois dès l'approbation (cf. chiffre III.8 p. 12); cette question, qui n'a pas été tranchée dans la décision contestée de la DAEC et ne fait ainsi pas partie de l'objet du litige, ne remet de toute façon pas en cause l'exécution principale du projet.
7.2 Ensuite, le recourant estime qu'une "simple mention vague" du projet dans le plan directeur cantonal ne serait pas suffisante dans le cas particulier, ne permettant pas une coordination satisfaisante. Il n'indique toutefois pas concrètement avec quels autres projets ou procédures la coordination n'aurait pas été assurée. Le projet Poya figurait déjà dans le plan directeur cantonal de 1988. Les justifications du projet ont été précisées dans le rapport explicatif de 2006: "Le pont de la Poya a pour objectif de protéger le patrimoine historique du quartier du Bourg tout en maintenant une liaison entre les quartiers de la rive droite de la Sarine, d'une part avec l'autoroute A12 et d'autre part avec le centre-ville. Conformément au plan régional des transports, il doit également permettre d'améliorer l'attractivité des transports en commun" (plan directeur cantonal, trafic individuel motorisé, rapport explicatif, p. 5). Le projet litigieux figure également dans le plan cantonal des transports ainsi que dans le plan directeur de l'agglomération fribourgeoise 2007. Ces instruments généraux de planification semblent suffisants en l'espèce pour assurer la coordination du projet, ce d'autant que celui-ci a fait l'objet d'une étude d'impact sur l'environnement, au sens de l'art. 10a ss LPE. L'étude d'impact a été conçue comme un instrument de coordination, permettant la mise en oeuvre des principes généraux du droit fédéral au sujet de la concordance matérielle et formelle des décisions requises pour un projet déterminé (cf. notamment ATF 122 II 81 consid. 6d/aa p. 87 s. et la jurisprudence citée). Comme il a été constaté au consid. 5 ci-dessus, les critiques du recourant relatives à l'étude d'impact et au RIE sont infondées. Le rapport d'impact a traité de tous les domaines de la protection de l'environnement (à savoir la protection de l'air et du climat, la protection contre le bruit et les vibrations, la protection contre les rayonnements non ionisants, la protection des eaux, des sols, les sites pollués, les déchets et substances dangereuses pour l'environnement, la prévention en cas d'accidents majeurs, d'événements extraordinaires ou de catastrophe, la conservation de la forêt, la protection de la nature, du paysage naturel et bâti, du patrimoine bâti et des monuments ainsi que de l'archéologie) et, pour chacun d'eux, il a passé en revue l'état initial, les effets du projet, les mesures à prendre ainsi que les nuisances qui peuvent subsister. Le Tribunal cantonal a ainsi considéré que le principe de coordination avait été observé et on ne voit pas, sur la base des griefs du recourant, quels autres aspects les autorités cantonales auraient dû examiner lors de la procédure d'approbation du projet Poya. L'allégation du recourant selon laquelle le plan directeur de l'agglomération fribourgeoise aurait été "réfuté intégralement" par l'Office fédéral du développement territorial ne permet pas de remettre en question le principe de la coordination. De même, il n'est pas déterminant à cet égard qu'aucune mesure d'accompagnement concrète préconisée par le Service cantonal de l'environnement n'ait été proposée. Ces mesures, qui sont prévues dans le plan d'agglomération, ne devaient pas nécessairement être déjà prises lors de décision d'approbation du projet. Il ressort du reste de la réponse de la DAEC au Tribunal fédéral que, selon le calendrier qu'elle s'est fixée, la Ville de Fribourg envisage une mise à l'enquête publique, respectivement une publication des mesures, pour la première moitié de 2009.
7.3 Se basant sur les mesures de valeurs relatives à la pollution de l'air dans le canton de Fribourg, publiées dans l'annuaire statistique du canton de Fribourg 2008, le recourant demande l'élaboration d'un rapport d'impact complémentaire et partiel sur les impacts du pont en matière de pollution de l'air dans les secteurs du plateau d'Agy et dans le quartier des Neigles et du Goz-de-la-Torche. Le recourant se contente de se référer à l'annuaire statistique précité, qui indique que, pour la période de 1993 à 2006, les valeurs relatives à l'ozone, au PM 10 et au dioxyde d'azote sont régulièrement dépassées au centre de la ville de Fribourg, pour en conclure que "ces sous-estimations concernent aussi le périmètre du quartier des Neigles et du Goz-de-la-Torche". La motivation du grief est clairement insuffisante. Le recourant ne critique en effet nullement les conclusions du rapport d'impact sur la protection de l'air, d'après lequel le projet se présente comme un projet optimisé sous l'aspect de la pollution atmosphérique (RIE p. 37) et ne dit pas concrètement en quoi le projet ne respecterait pas le droit fédéral en matière de la protection de l'air. Certes le soulagement du quartier du Bourg s'effectue au prix d'un accroissement de la charge sur d'autres axes, plus à l'extérieur de la ville. Par les mesures de modération du trafic préconisées, tout a cependant été entrepris pour que cet accroissement affecte uniquement des axes de moindre sensibilité par rapport à la protection de l'air (autoroute notamment). Le RIE recommande de prendre toutes les mesures possibles visant à améliorer la situation sur les axes fortement fréquentés. Dans son préavis du 19 janvier 2007, le Service cantonal de l'environnement a estimé que le chapitre "protection de l'air et du climat" du RIE était basé sur des données et des investigations suffisamment fiables et complètes pour lui permettre de juger la compatibilité du projet avec les exigences légales sur la protection de l'air. Dans ces conditions, les constatations du recourant basées sur des statistiques ne permettent pas de remettre en cause la conformité du projet litigieux avec la législation sur la protection de l'air.
8. Le recourant s'en prend à l'arrêt attaqué en tant qu'il confirme la décision de défrichement.
Il fait valoir qu'il existe trois variantes au projet qui ne portent pas atteinte à la forêt de façon aussi catastrophique que la variante litigieuse et que celles-ci n'auraient pas été choisies pour des questions de coût. Il ressort de l'arrêt attaqué qu'une dizaine de variantes ont été étudiées et que toutes nécessitaient un défrichement.
En l'occurrence, telle variante pourrait certes engendrer un défrichement moindre, mais avoir d'autres impacts plus prononcés dans d'autres domaines (eaux, bruit, biotope, etc.). Seule une pesée de tous les intérêts en présence permet de trouver la solution la plus satisfaisante pour l'ensemble des nombreux intérêts en jeu. Or, il a été constaté que l'ouvrage ne pouvait être construit qu'à l'endroit prévu, étant rappelé que l'objectif principal du projet était de décharger le quartier du Bourg du trafic de transit, afin de protéger le quartier historique et la cathédrale St-Nicolas de la pollution. Contrairement à ce que soutient le recourant, il ne ressort pas du dossier que le choix de la variante a été motivé par des motifs financiers.
Pour le recourant, le défrichement présente de sérieux dangers pour l'environnement au sens de l'art. 5 al. 2 let. c de la loi fédérale du 4 octobre 1991 sur les forêts (LFo; RS 921.0). Il évoque des risques d'éboulement, de glissement de terrain et de pollution des sources par des substances toxiques; aucune mesure n'aurait été prévue dans le RIE pour éviter ces risques. Les craintes du recourant ne sont pas fondées. Comme l'a relevé la Cour cantonale, aucun élément du dossier ne laisse penser que le défrichement prévu serait dangereux pour l'environnement. Il n'est fait allusion ni dans le RIE, ni dans les préavis, à une influence négative sur les eaux souterraines. Quant à la protection de la nature et du paysage, les services cantonaux spécialisés et l'OFEV ont conclu que tous les impacts étaient acceptables, à condition que les mesures préconisées soient réalisées. Dans ces conditions, le Tribunal cantonal pouvait considérer que les exigences en la matière étaient remplies et renoncer à ordonner l'inspection des lieux requise par le recourant.
Enfin, le recourant se plaint de ce que le Tribunal cantonal a retenu arbitrairement que le projet ne nécessitait pas l'essartage des rives, alors que le défrichement sera effectué jusqu'aux rives de la Sarine. Or, à la lecture du plan du 15 mai 2008 sur la situation du défrichement et du reboisement, il apparaît clairement que le défrichement s'arrête bien avant les rives de la Sarine. Comme celles-ci ne seront pas touchées, une décision d'essartage n'avait pas à être délivrée.
Les griefs du recourant relatifs au défrichement sont entièrement dénués de pertinence et l'arrêt du Tribunal cantonal échappe à la critique sur ce point.
9. Le recourant est d'avis que ses sources sont menacées par le projet Poya et que la législation sur la protection des eaux n'est pas respectée. Pour son approvisionnement en eau, l'intéressé dépend d'une source, dénommée "source C", sur laquelle il détient un droit d'eau. La question de savoir s'il bénéficie d'un droit d'eau sur la "source B" - qui ne sert pas à l'alimentation de ses bien-fonds - peut rester indécise, puisque son grief doit de toute façon être écarté.
9.1 C'est à tort que le recourant prétend que l'impact sur ses sources a été complètement ignoré dans le RIE. En effet, les deux seules sources privées situées dans le périmètre du chantier, à savoir les sources B et C, ont été répertoriées et prises en compte; le RIE prévoit qu'elles feront l'objet d'un inventaire avant les travaux et d'un suivi permanent pendant la phase de construction (RIE p. 49 s. et p. 76 s.). Dans la décision sur opposition du 28 novembre 2007, la DAEC a précisé que le bureau spécialisé mandaté par le maître de l'ouvrage était chargé du suivi des sources de l'intéressé notamment et il en contrôlait la quantité et la qualité à cadence régulière. Durant les travaux, elles seraient protégées dans la mesure du possible. Si nécessaire, la mise en place d'une conduite provisoire durant les travaux préparatoires pouvait être envisagée. Les garanties étaient donc prises pour connaître et garantir le débit et la qualité de l'eau alimentant les bien-fonds du recourant.
9.2 Par ailleurs, la source C ne peut pas être assimilée à un captage public, contrairement à ce que soutient le recourant. Conformément à l'art. 20 al. 1 1ère phrase de la loi fédérale du 24 janvier 1991 sur la protection des eaux (LEaux; RS 814.20), les cantons délimitent des zones de protection autour des captages et des installations d'alimentation artificielle des eaux souterraines qui sont d'intérêt public. Si un captage est reconnu d'intérêt public, le détenteur a le droit de le faire sécuriser par des zones de protection; le canton a en même temps l'obligation de délimiter des zones de protection autour du captage. Dans le cas contraire, le détenteur ne peut pas se prévaloir de la protection de droit public de sa source. Pour déterminer si l'intérêt public d'un captage est donné, sont en particulier déterminants l'usage de l'eau utilisée ainsi que la grandeur et le genre du cercle des utilisateurs (Arnold Brunner, Grundwasserschutzzonen nach eidgenossischem und zugerischem Recht unter Einschluss der Entschädigungsfrage, 1997, p. 47 ss). En l'occurrence, sur la base de ces critères, l'intérêt public n'est pas donné: la source C sert à l'approvisionnement en eau potable de quelques personnes seulement, qui ne sont pas raccordées aux installations communales d'approvisionnement et qui peuvent l'être sans frais excessifs, et cette source ne sert pas à la fabrication de produits soumis à la législation fédérale sur les denrées alimentaires ou au nettoyage de récipients et appareillages servant à leur production. Pour ces raisons, le captage ne bénéfice pas de la protection spéciale au sens de l'art. 20 LEaux et de l'art. 29 de l'ordonnance sur la protection des eaux (OEaux; RS 814.201) ainsi que de son annexe 4, ch. 12. Les griefs du recourant relatifs à la législation fédérale sur la protection des eaux sont donc infondés et doivent être rejetés.
9.3 Selon le recourant, il est inexact de retenir, comme l'a fait le Tribunal cantonal, que toutes les conditions émises par le Service cantonal de l'environnement et l'OFEV ont été intégrées dans la décision de la DAEC, puisque les études complémentaires pour le suivi écologique du chantier dans les domaines de l'eau et de l'air n'ont pas été réalisées, faute de temps. Il sied de relever que ces rapports, nécessaires pour le suivi du chantier, n'interfèrent pas sur la décision d'approbation du projet, avec laquelle ils n'ont rien à voir. Le projet pouvait donc être avalisé même si ces études complémentaires, qui avaient précisément été réservées par les services spécialisés, n'étaient pas encore élaborées. De plus, dans sa réponse au Tribunal fédéral, la DAEC a indiqué que le suivi environnemental, prévu dans le cadre du mandat pluridisciplinaire attribué aux mandataires du projet Poya, était déjà actif au niveau des chantiers en cours de réalisation. Les griefs de déni de justice et de constatation inexacte des faits soulevés par le recourant en rapport avec ces études complémentaires sont dès lors mal fondés.
9.4 Les juges cantonaux auraient également établi de façon manifestement inexacte les faits en retenant que les sources situées dans le périmètre du chantier ont été suivies et analysées à cadence régulière. Le recourant ne conteste cependant pas que des analyses ont été effectuées avant le début des travaux. Au demeurant, le programme de contrôle des sources captées pendant les travaux (2009 à 2013) est le suivant:
- contrôle du débit et du niveau de l'eau, de la température de l'eau, de l'air et du pH eau, de l'aspect et de l'odeur de l'eau: une fois par mois, plus souvent dans les périodes sèches et pluvieuses;
- analyse complète de potabilité, des paramètres d'hydrocarbure et de la conductivité in situ: une fois par année, plus souvent dans les périodes sèches et pluvieuses;
- analyse raccourcie et des paramètres d'hydrocarbure et de la conductivité in situ: une fois chaque trois mois.
Après les travaux, les contrôles seront poursuivis en fonction des résultats issus du programme de contrôle pendant les travaux. Dans ces conditions, les critiques du recourant ne sont pas fondées. Il apparaît en effet que la DAEC a prévu des mesures de protection suffisantes avant, pendant et après les travaux. Dès lors que le débit et la qualité de l'eau sont régulièrement contrôlés, le Tribunal cantonal n'était pas tenu, selon le principe de la proportionnalité, de donner suite à la requête du recourant tendant à ordonner, avant le début des travaux, le raccordement de ses habitations au réseau de distribution public d'eau. Une telle mesure de protection pourrait éventuellement être prise par le maître d'ouvrage lorsqu'elle paraîtra nécessaire.
10. Finalement, le recourant conteste le résultat des études relatives à la protection contre le bruit. Il considère que les rapports B+ S Ingenieur AG réalisés en 2006 et en 2007 ne sont pas fiables et qu'il existe un risque sérieux de dépassement des valeurs de planification. De plus, en vertu du principe de précaution, les juges auraient dû ordonner la pose d'un revêtement phono-absorbant sur le pont, la prolongation jusqu'à la toiture de la paroi vitrée située du côté aval de la partie couverte du pont et la limitation de la vitesse à 50 km/h.
10.1 Le pont litigieux est une nouvelle installation fixe dont l'exploitation produira du bruit. Il est donc soumis aux règles du droit fédéral sur la protection contre le bruit (cf. 2 al. 1 de l'ordonnance du 15 décembre 1986 sur la protection contre le bruit [OPB; RS 814.41] en relation avec l'art. 7 al. 7 LPE). Le bruit doit être limité par des mesures prises à la source (limitation des émissions; art. 11 al. 1 LPE). L'autorité compétente doit veiller à ce que les émissions de bruit soient limitées, à titre préventif et indépendamment des nuisances existantes, dans la mesure que permettent l'état de la technique et les conditions d'exploitation, et pour autant que cela soit économiquement supportable (art. 11 al. 2 LPE); une limitation plus sévère des émissions doit être ordonnée s'il y a lieu de présumer que les atteintes, eu égard à la charge actuelle de l'environnement, seront nuisibles ou incommodantes (art. 11 al. 3 LPE).
En vertu de l'art. 25 LPE (ou de l'art. 7 OPB, qui a une portée identique), il faut assurer, pour le bruit provenant d'une nouvelle installation fixe, le respect dans le voisinage des valeurs de planification, inférieures aux valeurs limites d'immission (art. 25 al. 1 LPE, en relation avec les art. 15 et 23 LPE). L'art. 25 al. 2 LPE permet toutefois d'accorder un allégement pour une installation présentant un intérêt public prépondérant si l'observation des valeurs de planification constitue une charge disproportionnée, et ainsi de se borner à imposer le respect des valeurs limites d'immission. Il n'est pas contesté que les parcelles du recourant sont situées dans une zone avec un degré de sensibilité (DS) au bruit de niveau III. Conformément à l'art. 40 OPB et à l'annexe 3 de cette ordonnance, les valeurs de planification à respecter sont de 60 dBA le jour et 50 dBA la nuit.
10.2 Les immeubles du recourant sont situés en-dessous du pont projeté, au chemin du Goz-de-la-Torche 22. La modélisation d'une telle situation géographique est délicate; l'incertitude se situe surtout au niveau de l'effet d'obstacle du tablier du pont et des réflexions dans la vallée. Pour apprécier les immissions de bruit du projet Poya sur les bâtiments du recourant, des études complémentaires des 18 mai 2006, 5 avril 2007 et 19 septembre 2007 ont été réalisées par B+S Ingenieur AG sur la base d'une modélisation CadnaA et de mesures de bruit réalisées sous le pont de la Glâne. Le recourant conteste le choix de ce pont, qu'il considère comme n'étant pas représentatif, et estime que l'étude aurait dû être réalisée avec le viaduc de Chillon. Comme l'a relevé à juste titre le Tribunal cantonal, l'intéressé ne peut pas exiger qu'une étude soit réalisée avec tel ou tel objet de comparaison. Ce choix appartient aux experts spécialisés en la matière. Il est clair que les deux situations ne peuvent pas être totalement identiques et ceci aurait également été le cas du viaduc de Chillon. Les experts en ont d'ailleurs tenu compte dans le cadre de la comparaison et leur façon de procéder ne souffre pas la critique. Par ailleurs, le grief du recourant quant à une éventuelle violation de son droit d'être entendu est infondé. Celui-ci se plaint que les données de bases utilisées pour les calculs du bruit ne lui ont jamais été transmises, malgré ses demandes. Or, toutes les informations importantes en relation avec la protection contre le bruit ont été répertoriées dans divers rapports qui synthétisent les résultats obtenus; ceux-ci figurent au dossier et ont été mis à disposition du recourant tout au long de la procédure.
Les trois études réalisées prennent en compte des émissions à l'axe du pont de 81 dBA le jour et 72 dBA la nuit. Dans l'étude complémentaire du 18 mai 2006, une modélisation du bruit a été effectuée à l'aide d'un modèle, qui donnait une atténuation due à la distance et à l'effet d'obstacle du tablier d'environ 30 dBA (20 dBA dus à la distance et 10 dBA dus à l'effet d'obstacle du tablier). Une réserve de 5 dBA a été retenue pour tenir compte de l'incertitude sur l'effet d'obstacle et les réflexions dans la vallée. Il en résultait des immissions au Goz-de-la-Torche 22 de 56 dBA le jour et 47 dBA la nuit. Selon la seconde étude du 5 avril 2007, qui ne se base plus sur une distance verticale entre le pont et le bâtiment de 65 m mais de 54 m, les immissions, calculées avec la même méthode, étaient de 55 dBA de jour et 46 dBA la nuit. On peut relever que l'influence de cette différence de distance de 11 m sur l'atténuation du bruit, de l'ordre de 0.2 à 0.8 dBA, n'est pas significative; en plus d'être complètement inaudible, une telle différence est largement inférieure aux marges d'erreur qui caractérisent l'entier de la modélisation. Enfin, l'étude du 19 septembre 2007 se réfère à des mesures prises au pont de la Glâne, dans le but de valider l'effet d'obstacle calculé par le modèle pour le Pont de la Poya. Cette étude a démontré un effet d'obstacle situé entre 5 et 10 dBA selon la position sous le pont. Cet effet d'obstacle est en fait le cumul de l'effet d'obstacle réel et des réflexions dans la vallée. Basé sur ces conclusions, un effet d'obstacle de 4.5 dBA a été pris en compte pour le Goz-de-la-Torche 22. La réserve de 5 dBA tombe puisque les réflexions sont prises en considération et les immissions au bâtiment du recourant sont de 56 dBA de jour et 47 dBA la nuit.
Il résulte de ces études complémentaires que les valeurs de planification sont respectées, avec une marge de 2 à 4 dBA. Le projet Poya est ainsi conforme à l'art. 25 al. 1 LPE. Il n'est dès lors pas nécessaire de pronostiquer encore plus précisément les immissions, comme le demande le recourant. Au vu de la difficulté de déterminer exactement les niveaux sonores sous un pont, le complément 2006 du RIE prévoit de réaliser des mesurages de contrôle dès la mise en service du pont, puis de prendre les mesures qui s'imposent. Les intérêts du recourant sont donc sauvegardés.
10.3 Le recourant soutient que la DAEC n'est jamais arrivée à démontrer en quoi les mesures de protection qu'il avait requises seraient économiquement ou techniquement insupportables. Il ressort du dossier que des mesures constructives préventives ont été examinées et aussi ordonnées. Ces mesures, intégrées au projet, sont la couverture d'une partie du pont à la sortie du tunnel côté St-Léonard et la mise en place d'un revêtement de chaussée acoustiquement neutre. La fermeture de la couverture et la construction d'un mur anti-bruit sur le pont comme mesures de protection ont aussi été examinées. Les études ont cependant démontré que ces mesures n'étaient pas proportionnelles. Elles auraient une efficacité faible, voire non perceptible sur les habitations concernées. De même, la réduction de vitesse de 60 km/h à 50 km/h correspond à une diminution du bruit de 0.5 dBA, ce qui n'est pratiquement pas perceptible. Quant au choix du revêtement utilisé sur un pont, il est limité pour des questions de sécurité. Dans ces conditions, un revêtement "neutre" peut être considéré comme approprié du point de vue de la protection contre le bruit. L'effet du revêtement "neutre" est de garantir une correction nulle, alors que beaucoup de revêtements classiques ont une correction de +1 dBA. Il existe actuellement sur le marché un nouveau revêtement "Nanosoft" avec lequel le canton de Fribourg effectue des tests. Les performances acoustiques de ce revêtement sont très bonnes lorsqu'il est neuf. Il manque cependant le recul sur plusieurs années nécessaire pour pouvoir évaluer ses performances à long terme, tant du point de vue de l'acoustique que de la sécurité. Il n'est par conséquent pas possible de dire si cette mesure est réalisable sur le plan de la technique et de l'exploitation et si elle est économiquement supportable. En application du principe de prévention basé sur les nouvelles connaissances qui seront disponibles d'ici là, la faisabilité technique et la proportionnalité de la pose d'un revêtement "Nanosoft" ou autre produit équivalent au niveau acoustique devront encore être étudiées avant la décision définitive concernant le revêtement de la chaussée du pont. Dans sa réponse au Tribunal fédéral, la DAEC a d'ailleurs indiqué que si les résultats des tests concernant le revêtement "Nanosoft" étaient négatifs, elle s'engageait à poser un revêtement "neutre". Partant, il apparaît que, selon l'état actuel de la technique et sous l'angle de la protection contre le bruit, le projet Poya respecte le principe de prévention. Le Tribunal cantonal n'a au demeurant pas violé le droit d'être entendu du recourant en refusant de lui accorder le droit de se prononcer sur l'audit en cours relatif au respect du budget de la construction du projet Poya; cet audit n'était pas encore publié à la date de l'arrêt attaqué - ni au moment du dépôt du recours - et on ne voit pas en quoi ses conclusions seraient pertinentes pour analyser la conformité du projet à la législation sur l'environnement.
Au vu de ce qui précède, il apparaît que le Tribunal cantonal a correctement établi les faits et appliqué le droit en considérant que la législation fédérale relative à la protection contre le bruit était respectée.
11. Entièrement mal fondé, le recours doit être rejeté dans la mesure où il est recevable. Succombant, le recourant doit supporter les frais judiciaires (art. 65 et 66 LTF). La DAEC et la DIAF n'ont pas droit à des dépens (art. 68 al. 3 LTF).
Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1. Le recours est rejeté dans la mesure où il est recevable.
2. Les frais judiciaires, fixés à 3'000 fr., sont mis à la charge du recourant.
3. Le présent arrêt est communiqué au mandataire du recourant, à la Direction de l'aménagement, de l'environnement et des constructions, à la Direction des institutions, de l'agriculture et des forêts et au Tribunal cantonal du canton de Fribourg, IIe Cour administrative, ainsi qu'à l'Office fédéral de l'environnement, Division Droit.
Lausanne, le 6 juillet 2009
Au nom de la Ire Cour de droit public
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: La Greffière:
Féraud Mabillard