Considérant en droit:
1. Le litige porte sur le taux d'invalidité ouvrant droit à la rente allouée à partir du 1er octobre 2005, singulièrement sur le montant du revenu d'invalide déterminant pour la comparaison des revenus prévue à l'art. 16 LPGA. Il s'agit d'une procédure portant sur l'octroi ou le refus de prestations en espèces de l'assurance-accidents, de sorte que le Tribunal fédéral n'est pas lié par l'état de fait constaté par la juridiction précédente (art. 97 al. 2 et art. 105 al. 3 LTF).
2. 2.1 Le recourant fait valoir que la juridiction cantonale aurait dû écarter l'appréciation du docteur N._ pour des motifs d'ordre formel. Plus spécifiquement, il fait grief à la CNA d'avoir rejeté sa conclusion tendant à la mise en oeuvre d'une expertise médicale dans la procédure d'opposition puis d'avoir attendu que la procédure de recours soit entamée - « et que le délai de recours péremptoire soit échu » - pour demander au docteur N._ de se prononcer. Il allègue que la CNA ne lui a pas fait parvenir une copie du rapport de ce médecin et estime que l'on ne saurait lui reprocher de ne pas avoir pris position sur cette appréciation médicale.
2.2 Ces griefs sont mal fondés. Bien que le recourant reproche à la CNA de ne pas lui avoir envoyé une copie du rapport du docteur N._, il ne prétend pas qu'il n'en a pas eu connaissance. Il ne se plaint pas, à ce propos, d'une violation par les premiers juges de son droit d'être entendu. Par ailleurs, le droit fédéral ne s'oppose pas à la production de pièces nouvelles en procédure cantonale de recours et le recourant ne démontre pas en quoi les premiers juges auraient violé une disposition de procédure du droit cantonal neuchâtelois (cf. art. 106 al. 2 LTF) en examinant l'avis du docteur N._ que l'intimée a produit à l'appui de ses observations. Enfin, comme on le verra, il n'était pas nécessaire d'ordonner dans ce cas une expertise.
3. 3.1 Les premiers juges ont écarté l'avis du docteur D._ du 5 décembre 2006 au profit des appréciations émises par les docteurs R._ et N._.
3.2 Selon le rapport du docteur R._ du 26 septembre 2005, l'assuré n'est plus à même de reprendre son ancienne profession de maçon, mais est apte à exercer à 100 % des activités parfaitement adaptées (très légères, sédentaires permettant l'alternance des positions, évitant les terrains en pente ou irréguliers ainsi que les échelles, de même que les positions accroupies et à genoux).
3.3 Il ressort par ailleurs de l'appréciation du docteur N._ que l'arthrofibrose diagnostiquée par le docteur D._ s'exprime par des symptômes variables. Généralement la raideur est le symptôme dominant: elle est souvent plus importante le matin au lever du lit. Le genou peut être enflé et chaud; il peut être douloureux à la mobilisation. Des crépitations intra-articulaires et une faiblesse du membre inférieur (induite par l'amyotrophie de la cuisse) concerné sont des plaintes assez courantes. Fréquemment, il y a une boiterie antalgique associée à un flessum du genou (une extension complète à 0 % n'est donc plus possible). Du fait de l'enflure des parties molles péri-articulaires, la palpation des repères anatomiques est difficile. L'atrophie du muscle de quadriceps peut être importante, suivant le stade d'évolution. La flexion passive et active du genou est limitée et la mobilité (translation médio-latérale) de la rotule est réduite ou abolie. Confrontant ces éléments à la situation personnelle de l'assuré, le docteur N._ a expliqué qu'à la lecture du rapport du docteur R._, il n'était pas possible de conclure à l'existence probable d'une arthrofibrose du genou gauche lorsqu'il avait examiné l'assuré le 26 septembre 2005. Il décrivait un genou calme, ce qui signifiait implicitement qu'il n'y avait ni enflure, ni rougeur. De plus il avait mesuré une amplitude en flexion extension de 90° (100° pour le genou droit), ce qui était acceptable.
Le docteur N._ a déduit de ses observations que les griefs adressés par le docteur D._ à l'encontre des constatations et conclusions du docteur R._ étaient mal fondés, ou pour le moins invérifiables. En ce qui concerne la capacité de travail exigible, le docteur N._ a précisé qu'une activité sédentaire était possible à tout porteur de prothèse totale que ce soit du genou ou de la hanche. En effet, en position assise les sollicitations mécaniques intervenant au niveau des genoux étaient pratiquement nulles. On ne pouvait proposer une limitation du temps de présence dans une activité de ce type qu'en cas de limitation majeure des amplitudes articulaires ou si la place de travail était mal conçue en ne laissant pas suffisamment de place pour les jambes. Une autre restriction que l'on pouvait formuler était de limiter le travail à la montée et à la descente des escaliers, les positions forcées de flexion du genou (accroupi, à genoux) et les déplacements incluant les ports de charge. Toutes ces limitations avaient été prises en compte par le docteur R._, lorsqu'il avait apprécié la capacité de travail exigible chez l'assuré à l'issue de son examen de fin septembre 2005. En résumé, a conclu le docteur N._, il était possible à un porteur de prothèse du genou d'exercer une activité essentiellement sédentaire sans restriction horaire même si le résultat fonctionnel de l'intervention était médiocre.
3.4 Ainsi que l'a retenu la juridiction cantonale, l'avis du docteur N._ est convaincant. Au demeurant, la description des limitations du recourant par le docteur D._ (dans son rapport du 5 décembre 2006) correspond dans une large mesure à celle qui émane des deux médecins de la CNA. Par ailleurs, l'aggravation constatée par le docteur D._ le 4 décembre 2006 (sous forme de quelques crissements/ressauts laissant supposer une nouvelle inflammation et une fonction incomplète) ne saurait être prise en considération dans la présente procédure. En effet, elle est postérieure à la décision sur opposition. Or, selon une jurisprudence constante, le juge apprécie la légalité des décisions attaquées, en règle générale, d'après l'état de fait existant au moment où la décision litigieuse a été rendue (ATF 121 V 362 consid. 1b p. 366).
3.5 Au regard de ce qui précède, c'est à juste titre que les premiers juges ont constaté que la capacité de travail exigible de l'assuré dans une activité adaptée telle que celle décrite par les docteurs R._ et N._ était entière.
4. 4.1 Le recourant conteste le revenu d'invalide. Il soutient que compte tenu de sa situation médicale précaire, s'il avait dû travailler dans l'un des postes décrits par les DPT, il n'aurait pas été rémunéré selon le salaire moyen, mais plutôt dans la fourchette inférieure de salaire prévu par les DPT. De surcroît, se référant à deux arrêts du Tribunal fédéral des assurances U 318/99 du 28 février 2000 et U 159/97 du 9 juillet 1998 publié in RAMA 1998 no U 320 p. 600, le recourant fait valoir qu'il présente une baisse de rendement de 25 % due à son handicap ainsi qu'une capacité médico-théorique de 50 % dont il y a lieu de tenir compte dans le calcul du revenu d'invalide sous forme de deux réductions successives.
4.2 La juridiction cantonale a considéré que les cinq postes de travail faisant l'objet des DPT n°1041, 1051, 1717, 9207 et 9275 (activités d'opérateur/préposé au perçage, manoeuvre/frappeur-découpeur, manoeuvre/opérateur de mise sur pinces, opérateur sur machine/ production et opérateur/équilibrage) respectaient les limitations décrites par les médecins de l'intimée. Par ailleurs, les premiers juges ont retenu que la CNA s'était conformée aux principes applicables en cas de détermination sur la base des données salariales résultant des descriptions de postes de travail (ATF 129 V 472). Ils ont estimé que si l'on tenait compte de la moyenne des salaires moyens (valeur 2005) mentionnés par les DPT, on arriverait à un salaire de 4'215 fr. (treizième salaire compris). Ils en ont déduit que le montant mensuel de 4'200 fr. retenu par la CNA n'était pas critiquable.
4.3 Les moyens du recourant soulevés dans ce contexte ne sont pas fondés. Il y a lieu de constater tout d'abord que les cinq postes de travail visés respectent l'ensemble des limitations de l'assuré. En particulier, ils sollicitent peu les genoux et impliquent le port de charges légères. Partant, on ne saurait admettre que la situation médicale du recourant justifie que l'on s'écarte du salaire moyen.
Par ailleurs, il n'y a pas lieu de procéder à une réduction en cas de recours à des DPT car celles-ci prennent déjà en considération la situation particulière de l'assuré. Plus précisément, lorsque le revenu d'invalide est déterminé sur la base des DPT, une réduction du salaire, eu égard au système même des DPT, n'est ni justifié ni admissible (ATT 129 V 472 consid. 4.2.3 p. 481 sv.).
En outre, le recourant ne saurait rien tirer en sa faveur des arrêts précités. Dans l'arrêt U 318/99 du 28 février 2000 la situation de départ était différente puisque l'assureur avait retenu - à tort ou à raison - un taux d'invalidité de 65 % et que le litige, devant le Tribunal fédéral des assurances, portait uniquement sur l'augmentation de ce taux. On ne saurait pas non plus transposer la solution retenue dans l'arrêt U 159/97 au cas du recourant, pour le principal motif que l'atteinte à la santé ne concernait pas le genou de l'intéressé.
4.4 En conséquence, les moyens du recourant ne permettent pas de remettre en cause le revenu d'invalide de 4'200 fr. fixé par l'intimée sur la base des DPT et confirmé par la juridiction cantonale. Comparé au revenu sans invalidité de 5'180 fr., il en résulte un taux d'invalidité (arrondi) de 19 %.
5. Il résulte de ce qui précède que le recours est mal fondé. Compte tenu de l'issue du litige, les frais judiciaires doivent être supportés par le recourant qui succombe (art. 66 al. 1. 1ère phrase en relation avec l'art. 65 al. 4 let. a LTF).
Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1. Le recours est rejeté.
2. Les frais judiciaires, arrêtés à 750 fr., sont mis à la charge du recourant.
3. Le présent arrêt est communiqué aux parties, au Tribunal administratif du canton de Neuchâtel, Cour des assurances sociales, et à l'Office fédéral de la santé publique.
Lucerne, le 16 mars 2009
Au nom de la Ire Cour de droit social
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: La Greffière:
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