Faits:
A. A.a M._, né en 1946, sans formation professionnelle, a travaillé depuis 1966 en qualité d'employé chargé de l'entretien des bâtiments pour l'entreprise X._. Le 27 octobre 1996, il a été victime d'un accident de voiture au cours duquel il a subi une fracture fémorale du cotyle droit ayant nécessité l'implantation d'une prothèse de hanche en juillet 1997. Le cas a été pris en charge par la Caisse nationale suisse d'assurance (CNA), laquelle lui a octroyé une rente fondée sur un taux d'invalidité de 15%, par décision du 14 avril 1999.
Le 29 juillet 2002, M._ a été amputé du tiers distal de son poignet gauche lors de l'utilisation d'une scie circulaire. Le membre a pu être réimplanté avec succès auprès de la Clinique Y._; il en est toutefois demeuré des séquelles en terme de fonctionnalité et de sensibilité et l'assuré a souffert d'un état dépressif réactionnel. Il a été en incapacité de travail totale jusqu'au 2 mars 2003 et a ensuite retrouvé une capacité de travail de 50% dans son ancienne activité. Le cas a été pris en charge par la CNA.
Par demande du 21 mai 2003, M._ a requis l'octroi d'une rente auprès de l'Office cantonal de l'assurance-invalidité du Valais (ci-après: l'OAI). Il a à nouveau été en incapacité de travail à 100% du 1er octobre au 5 novembre 2003, puis à 50% jusqu'au 30 novembre 2003. Il a alors recouvré une pleine capacité de travail avec toutefois, selon la doctoresse B._ (praticienne auprès de la Clinique Y._), un rendement limité à 75%. De décembre 2003 à avril 2004 et de juillet à août 2004, l'assuré a travaillé à 70% comme contrôleur saisonnier pour X._.
Par décision du 16 mars 2004, la CNA a alloué à M._ une rente d'invalidité fondée sur un taux de 30% ainsi qu'une indemnité pour atteinte à l'intégrité.
A.b Procédant à l'instruction de la cause, l'OAI a confié la mise en oeuvre d'une expertise au Centre Z._. Dans le cadre de sa mission d'expert, le docteur L._, assisté par le docteur S._, a confié un consilium rhumatologique au docteur P._ et un consilium psychiatrique au docteur S._. A l'issue des examens effectués, il a retenu notamment les diagnostics suivants: Status post-amputation du pouce D à la 1ère phalange le 21 août 1962, status post-fracture fémorale du cotyle D traitée par réduction/extension le 27 octobre 1996; ostéosynthèse pour nécrose de la tête fémorale D le 4 novembre 1996; Complications: paralysie du muscle fessier D sur atteinte non corrigeable du nerf fessier moyen; status post-amputation de la main G au tiers distal de l'avant-bras le 29 juillet 2002 avec réimplantation le même jour; arthrose radio-cubitale inférieure du poignet D, rupture secondaire du tendon extenseur propre de l'auriculaire; cervicalgies et lombalgies sur troubles dégénératifs; état dépressif moyen (cf. rapport d'expertise du 7 mars 2005).
Le docteur P._ a estimé à 30% l'incapacité de travail de l'assuré dans son activité habituelle en raison de ses diverses limitations fonctionnelles. En revanche, dans une activité ne nécessitant pas d'efforts de manutention ou de déplacements prolongés, la capacité de travail était entière. Au plan psychiatrique, le docteur S._ a retenu le diagnostic d'épisode dépressif moyen avec syndrome somatique, réactionnel aux déficits physiques, non révélateur d'un problème psychiatrique de base. Quoique la dépression ne jouât pas un rôle majeur en soi, elle potentialisait toutefois les effets incapacitants du trouble de base, de sorte que l'incapacité sur le plan orthopédique et rhumatologique devait être majorée d'environ 20%. Les praticiens du Centre Z._ ont par ailleurs souligné que les mesures sociales très favorables de X._ ne rendaient pas compte du travail effectif réalisé par l'assuré, constamment secondé par un collègue. Au final, la commission multidisciplinaire a décidé que, globalement, la capacité de travail de l'assuré était de 30% à dater de l'expertise dans son activité habituelle chez X._ et qu'aucune réadaptation professionnelle n'était envisageable compte tenu de la scolarité déficiente, de l'absence de formation, de l'âge, du contexte social et des co-morbidités orthopédiques de l'assuré. L'activité de l'assuré se limitait essentiellement à un travail d'observation et de surveillance des installations.
L'OAI a soumis l'expertise du Centre Z._ à son Service médical régional (SMR), lequel l'a jugée non probante car l'incapacité de travail totale retenue dans une activité adaptée aux troubles orthopédiques n'était pas justifiée par des raisons médicales. Il a préconisé la mise en oeuvre d'une nouvelle expertise médicale (cf. avis du SMR des 8 avril et 20 mai 2005). L'OAI a confié une nouvelle expertise au docteur R._, spécialiste FMH en chirurgie orthopédique, lequel a rendu son rapport le 1er septembre 2005. Selon ce praticien, la capacité de travail de l'assuré était de 70% dans son activité habituelle d'employé de remontées mécaniques. Ceci était toutefois seulement possible grâce à la compréhension de l'employeur qui avait affecté l'assuré à des travaux de conciergerie. Une affectation encore mieux adaptée à la situation médicale de l'assuré devait être rediscutée avec l'employeur. Dans une activité sans travaux lourds, en position alternée assise et debout et sans effort de manutention ou travaux fins au niveau des mains, une capacité de travail complète était médicalement exigible, compte tenu de l'ensemble des pathologies somatiques dont souffrait l'assuré. Le docteur R._ relevait que dans la mesure où l'expert-psychiatre du Centre Z._ avait retenu une diminution de la capacité de travail de 20% en raison des pathologies psychiatriques, il y avait lieu de prendre en considération une capacité de travail globale de 80% dans une activité adaptée au handicap de l'assuré.
A.c Par décision du 18 octobre 2005, M._ a été mis au bénéfice d'une orientation professionnelle. Dans ce cadre, l'assuré a confirmé que, depuis octobre 2005, il travaillait à l'année comme concierge pour X._ à un taux de l'ordre de 70% (1480 heures par année) et trouvait sa nouvelle activité adaptée hormis l'utilisation de la machine d'entretien des sols en béton. Selon l'employeur, le rendement de l'assuré était de 80% dans ce nouveau poste, créé à l'essai. Il était rémunéré 22 fr. de l'heure (cf. entretien avec l'employeur du 18 janvier 2006, rapport final de réadaptation du 2 février 2006 et courrier de X._ du 31 janvier 2006).
Par décision du 8 octobre 2007, l'OAI a accordé à M._ une demi-rente d'invalidité du 1er juillet 2003 au 31 mars 2004. Se fondant sur l'expertise du docteur R._, l'OAI a confirmé que, dès le 15 décembre 2003 (date indiquée par la doctoresse B._), l'état de santé de l'assuré avait à nouveau été compatible avec l'exercice d'une activité adaptée simple et répétitive à 80% lui permettant d'obtenir, en 2003, un revenu d'invalide de 41'620 fr. (compte tenu d'une réduction de 10% en raison des problèmes de santé, de l'âge et du degré de formation de l'assuré). Comparé à un revenu hypothétique de 61'994 fr., son taux d'invalidité était de 33%, soit inférieur au taux de 40% ouvrant droit à une rente.
B. M._ a interjeté recours contre cette décision par écriture du 6 novembre 2007. Il a contesté le taux d'activité exigible dans une activité adaptée en mettant notamment en doute la valeur probante de l'expertise du docteur R._. Il a également mis en cause son revenu hypothétique, son revenu d'invalide ainsi que le taux de réduction de 10%. Il a requis l'annulation de la décision entreprise, la mise en oeuvre d'une nouvelle expertise pluridisciplinaire ainsi que l'allocation d'un trois-quarts de rente, subsidiairement d'une demi-rente AI, le tout sous suite de frais et dépens.
Par jugement du 16 juin 2008, le Tribunal cantonal des assurances du canton du Valais a rejeté le recours.
C. M._ interjette un recours en matière de droit public contre ce jugement dont il demande l'annulation, en concluant principalement à l'octroi d'un trois-quarts de rente, subsidiairement à une demi-rente dès le 1er juillet 2003 et, plus subsidiairement encore, au renvoi de la cause à l'administration pour instruction complémentaire et nouvelle décision, le tout sous suite de frais et dépens.
L'intimé a conclu au rejet du recours tandis que l'Office fédéral des assurances sociales a renoncé à se déterminer.

Considérant en droit:
1. Le recours en matière de droit public peut être formé pour violation du droit, tel qu'il est délimité par les art. 95 et 96 LTF. Le Tribunal fédéral applique le droit d'office (<ref-law>), sans être limité par les arguments du recourant ou par la motivation de l'autorité précédente. Le Tribunal fédéral n'examine en principe que les griefs invoqués, compte tenu de l'exigence de motivation prévue à l'<ref-law>, et ne peut aller au-delà des conclusions des parties (<ref-law>). Il fonde son raisonnement sur les faits retenus par la juridiction de première instance (<ref-law>) sauf s'ils ont été établis de façon manifestement inexacte ou en violation du droit au sens de l'<ref-law> (<ref-law>). Le recourant qui entend s'écarter des faits constatés doit expliquer de manière circonstanciée en quoi les conditions de l'<ref-law> sont réalisées sinon un état de fait divergent ne peut être pris en considération. Aucun fait nouveau ni preuve nouvelle ne peut être présenté à moins de résulter de la décision de l'autorité précédente (<ref-law>).
2. Le litige porte sur le droit du recourant à une rente d'invalidité au-delà du 31 mars 2004 (cf. <ref-law>), singulièrement sur l'existence d'une amélioration de son état de santé ou de sa capacité de gain à partir du mois de décembre 2003. A cet égard, le jugement entrepris expose correctement la norme sur la révision (<ref-law>), qui s'applique également à la décision par laquelle l'organe de l'assurance-invalidité accorde, comme en l'espèce, une rente limitée dans le temps à titre rétroactif (<ref-ruling> consid. 2d p. 417 et les références). Il suffit d'y renvoyer.
3. 3.1 Dans un premier grief d'ordre formel, le recourant reproche au Tribunal des assurances d'avoir violé son droit d'être entendu (art. 29 al. 2 Cst.) en rejetant la requête de mise en oeuvre d'une expertise pluridisciplinaire qu'il avait formulée en instance cantonale.
3.2 La violation du droit d'être entendu (sur cette notion en corrélation avec l'administration de preuves, cf. <ref-ruling> consid. 2.1 p. 429, 119 Ib 492 consid. 5b/bb p. 505) dans le sens invoqué par le recourant est une question qui n'a pas de portée propre par rapport au grief tiré d'une mauvaise appréciation des preuves. Le juge peut effectivement renoncer à accomplir certains actes d'instruction sans que cela n'entraîne une violation du droit d'être entendu (arrêt I 363/99 du 8 février 2000 consid. 4, in SVR 2001 IV n° 10 p. 28) s'il est convaincu, en se fondant sur une appréciation consciencieuse des preuves (cf. <ref-ruling> consid. 3a p. 352), que certains faits présentent un degré de vraisemblance prépondérante et que d'autres mesures probatoires ne pourraient plus modifier cette appréciation (sur l'appréciation anticipée des preuves, cf. UELI KIESER, Das Verwaltungsverfahren in der Sozialversicherung, p. 212 n° 450; KÖLZ/HÄNER, Verwaltungsverfahren und Verwaltungsrechtspflege des Bundes, 2e éd., p. 39 n° 111 et p. 117 n° 320; FRITZ GYGI, Bundesverwaltungsrechtspflege, 2e éd., p. 274).
4. 4.1 Sur le fond, le recourant se plaint implicitement d'une constatation manifestement inexacte des faits pertinents, consécutive à une mauvaise appréciation des preuves. Il conteste la valeur probante de l'expertise du docteur R._ car ce dernier, compte tenu de sa spécialisation orthopédique, ne pouvait apprécier les atteintes rhumatologiques. En outre, elle comportait des lacunes selon le recourant. Le docteur R._ aurait en effet admis que l'activité déployée par le recourant était adaptée à ses limitations (cf. p. 11 de l'expertise). Il aurait en outre estimé que la situation actuelle était idéale et qu'il fallait l'entériner. Par ailleurs, le docteur R._ aurait fondé toute son analyse sur le fait erroné que le recourant avait un horaire de travail de 100% (cf. p. 3 de l'expertise). Le recourant estime que c'est l'expertise du Centre Z._ qui aurait dû emporter la conviction de la juridiction cantonale car elle était fondée sur l'avis d'éminents spécialistes et était pluridisciplinaire.
4.2 On notera préalablement que les contradictions soulevées par le recourant à l'égard de l'expertise du docteur R._ ont été levées en procédure cantonale. En effet, dans un courrier du 15 avril 2008, la juridiction cantonale a demandé au docteur R._ de clarifier la divergence d'interprétation de ses conclusions, ce qu'il a fait en précisant que dans une activité respectant toutes les limitations précisées par ses soins, le recourant disposait d'une capacité résiduelle de travail médico-théorique de 100%. Certes, le docteur R._ avait indiqué que l'activité déployée par le recourant était adaptée à ses limitations. Il se basait cependant sur les dires subjectifs de l'assuré, à qui ce poste convenait très bien. Ce n'est que postérieurement au rapport d'expertise du docteur R._ qu'une description exacte du nouveau poste de travail du recourant a été faite par le bureau de réadaptation de l'AI (cf. rapport du 21 novembre 2005). Or, dans la mesure où l'activité du recourant se déroulait uniquement debout, elle n'était, selon le service de réadaptation de l'AI, pas adaptée aux limitations évoquées par le docteur R._. Du reste, aux dires du recourant lui-même, la manipulation de la machine d'entretien des sols en béton était difficile pour lui, compte tenu de son handicap. Au vu de ce qui précède et notamment des précisions apportées par le docteur R._ le 18 avril 2008, les critiques émises par le recourant à l'égard de l'expertise du 1er septembre 2005 n'apparaissent pas fondées.
4.3 Quant à l'argument selon lequel l'expertise du Centre Z._ devait emporter la conviction des premiers juges parce qu'elle émanait d'éminents spécialistes et qu'elle était pluridisciplinaire, il n'est pas mieux fondé. En effet, la jurisprudence n'a jamais établi de hiérarchie entre les divers types d'expertises médicales, de sorte qu'il n'est pas contraire au droit de s'éloigner des résultats d'une expertise pluridisciplinaire en faveur d'une expertise monodisciplinaire par exemple, si le juge se fonde sur des motifs pertinents qui tiennent compte des aspects concrets du cas d'espèce (cf. arrêt du Tribunal fédéral 9C_885/2007 du 15 septembre 2008, in: Plädoyer 2008/6 p. 78). En l'espèce, le choix de privilégier l'avis du docteur R._ au détriment de celui du Centre Z._ relève du principe de la libre appréciation des preuves (cf. <ref-ruling> consid. 3a p. 352) et n'est pas manifestement insoutenable. En effet, les conclusions de la commission pluridisciplinaire du Centre Z._ étaient contradictoires puisqu'elle a exclu toute possibilité de réadaptation professionnelle chez le recourant alors que le rhumatologue du Centre Z._ avait, quant à lui, retenu une capacité de travail complète dans une profession ne nécessitant pas des efforts de manutention ou des déplacements prolongés. L'avis de ce rhumatologue corroborait les conclusions de la doctoresse B._ et a été confirmé par les conclusions du docteur R._. Vu ce qui précède, il n'y a pas lieu de remettre en cause le bien-fondé de l'expertise réalisée par le docteur R._ et, partant, le résultat de l'appréciation des preuves opérée par le Tribunal des assurances.
5. 5.1 Dans un second grief, le recourant invoque une violation du principe d'uniformité de la notion d'invalidité en assurances sociales. Il estime que l'intimé aurait dû retenir une incapacité de travail de 30% dans toute activité adaptée pour des raisons somatiques, conformément à l'évaluation de la CNA.
5.2 Il est à noter d'emblée que l'ancien Tribunal fédéral des assurances a précisé sa jurisprudence relative au principe d'uniformité de la notion d'invalidité dans l'assurance sociale en ce sens que l'évaluation de l'invalidité par les organes de l'assurance-invalidité n'a pas de force contraignante pour l'assureur-accidents (<ref-ruling> consid. 2.3 p. 368). Récemment, le Tribunal fédéral a admis la réciprocité de cette règle à l'égard de l'assurance-invalidité en jugeant que celle-ci n'était pas liée par l'évaluation de l'invalidité de l'assurance-accidents au sens de l'arrêt <ref-ruling>, avec comme conséquence que l'office AI n'avait pas qualité pour faire opposition à la décision ni pour recourir contre la décision sur opposition de l'assureur-accidents concernant le droit à la rente en tant que tel ou le taux d'invalidité (<ref-ruling>). En l'espèce, l'intimé pouvait donc procéder à l'évaluation de l'invalidité du recourant indépendamment de la décision de la CNA.
6. Pour fixer le degré d'invalidité, le Tribunal cantonal des assurances a comparé un revenu d'invalide de 39'308 fr. 20, calculé sur la base des données statistiques économiques, avec un revenu sans invalidité de 62'908 fr. 40, correspondant au montant que le recourant aurait obtenu en 2003 s'il avait pu poursuivre l'activité exercée avant son atteinte à la santé, ce qui aboutissait à un taux de 37,5%.
6. Pour fixer le degré d'invalidité, le Tribunal cantonal des assurances a comparé un revenu d'invalide de 39'308 fr. 20, calculé sur la base des données statistiques économiques, avec un revenu sans invalidité de 62'908 fr. 40, correspondant au montant que le recourant aurait obtenu en 2003 s'il avait pu poursuivre l'activité exercée avant son atteinte à la santé, ce qui aboutissait à un taux de 37,5%.
6.1 6.1.1 En ce qui concerne le revenu sans invalidité, les premiers juges ont constaté que dès février 1996, le recourant avait changé d'activité afin d'assumer moins de responsabilités. A cette époque, il réalisait un salaire de 25 fr. 60 par heure et un 13è salaire lui était versé; en sus, il percevait une prime de fidélité tous les cinq ans, laquelle était de 3'714 fr. en 1996. Son salaire annuel s'élevait donc à 59'397 fr. ([2'115 h de travail x 25,60 + 8,33%] + 1/5 x 3'714) en 1996 et à 62'908 fr. 40 après indexation de 1996 à 2003.
6.1.2 Le recourant estime que c'est son salaire réellement réalisé en 2005 (recte: 1995) et 2006 (recte: 1996) qui doit être pris en considération, soit la rémunération d'employé d'exploitation (à savoir 27 fr. 60/h et non 25 fr. 60/h). Comme argumentation, le recourant fait valoir qu'en 2002, il avait voulu travailler à nouveau comme chef d'exploitation après avoir changé pour une activité saisonnière au début de l'année 1996. Or, cela n'avait pas été possible en raison de son état de santé.
6.1.2.1 Le revenu hypothétique de la personne valide se détermine en règle générale en établissant au degré de la vraisemblance prépondérante ce qu'elle aurait effectivement pu réaliser au moment déterminant si elle était en bonne santé. Le revenu sans invalidité doit être évalué de la manière la plus concrète possible; c'est pourquoi il se déduit en principe du salaire réalisé en dernier lieu par l'assuré avant l'atteinte à la santé, en tenant compte de l'évolution des salaires jusqu'au moment de la naissance du droit à la rente (<ref-ruling> consid. 4.3.1 p. 224 et la référence).
6.1.2.2 Il ressort d'une notice d'entretien téléphonique entre l'OAI et la CNA que le recourant avait un salaire horaire de 27 fr. 60 du 27 octobre 1995 au 31 janvier 1996. A partir du 1er février 1996, son salaire était passé à 25 fr. 60/h suite à un changement d'activité. Dans la mesure où ce changement est intervenu avant la survenance de son premier accident (du 27 octobre 1996), il a eu lieu pour des motifs étrangers à l'état de santé du recourant. Aussi, en retenant un revenu hypothétique fondé sur un salaire horaire de 25 fr. 60, la juridiction cantonale n'a pas procédé à une constatation manifestement inexacte des faits déterminants.
6.1.2.2 Il ressort d'une notice d'entretien téléphonique entre l'OAI et la CNA que le recourant avait un salaire horaire de 27 fr. 60 du 27 octobre 1995 au 31 janvier 1996. A partir du 1er février 1996, son salaire était passé à 25 fr. 60/h suite à un changement d'activité. Dans la mesure où ce changement est intervenu avant la survenance de son premier accident (du 27 octobre 1996), il a eu lieu pour des motifs étrangers à l'état de santé du recourant. Aussi, en retenant un revenu hypothétique fondé sur un salaire horaire de 25 fr. 60, la juridiction cantonale n'a pas procédé à une constatation manifestement inexacte des faits déterminants.
6.2 6.2.1 Les premiers juges ont considéré qu'en travaillant en qualité de concierge à 70% auprès de son employeur, le recourant ne mettait pas suffisamment en valeur sa capacité résiduelle de travail, de sorte qu'il n'y avait pas lieu de tenir compte de son revenu dans cette activité. Pour fixer le revenu d'invalide, le Tribunal cantonal des assurances a repris le calcul de l'OAI fondé sur les données statistiques résultant de l'Enquête suisse sur la structure des salaires (ESS) éditées par l'Office fédéral de la statistique. Il a cependant appliqué un taux de pondération de 15% et non de 10% comme l'administration.
6.2.2 Le recourant soutient qu'on ne pouvait raisonnablement exiger de lui qu'il abandonne son activité de concierge chez X._ et reprenne une nouvelle activité. Il était en effet irréaliste de penser qu'à près de 63 ans, il pourrait retrouver une activité adaptée à ses handicaps somatiques et psychique.
6.2.2.1 Lorsqu'il s'agit d'examiner dans quelle mesure un assuré peut encore exploiter économiquement sa capacité de gain résiduelle sur le marché du travail entrant en considération pour lui (<ref-law>), on ne saurait subordonner la concrétisation des possibilités de travail et des perspectives de gain à des exigences excessives; l'examen des faits doit être mené de manière à garantir dans un cas particulier que le degré d'invalidité est établi avec certitude. Il s'ensuit que pour évaluer l'invalidité, il n'y a pas lieu d'examiner la question de savoir si un invalide peut être placé eu égard aux conditions concrètes du marché du travail, mais uniquement de se demander s'il pourrait encore exploiter économiquement sa capacité résiduelle de travail lorsque les places de travail disponibles correspondent à l'offre de la main d'oeuvre (VSI 1998 p. 293 consid. 3b et les références). On ne saurait toutefois se fonder sur des possibilités de travail irréalistes. Ainsi, on ne peut parler d'une activité exigible au sens de l'<ref-law>, lorsqu'elle ne peut être exercée que sous une forme tellement restreinte qu'elle n'existe pratiquement pas sur le marché général du travail ou que son exercice suppose de la part de l'employeur des concessions irréalistes et que, de ce fait, il semble exclu de trouver un emploi correspondant (arrêts I 350/89 du 30 avril 1991 consid. 3b, in RCC 1991 p. 329; I 329/88 du 25 janvier 1989 consid. 4a, in RCC 1989 p. 328). S'il est vrai que des facteurs tels que l'âge, le manque de formation ou les difficultés linguistiques jouent un rôle non négligeable pour déterminer dans un cas concret les activités que l'on peut encore raisonnablement exiger d'un assuré, ils ne constituent pas des circonstances supplémentaires qui, à part le caractère raisonnablement exigible d'une activité, sont susceptibles d'influencer l'étendue de l'invalidité, même s'ils rendent parfois difficile, voire impossible la recherche d'une place et, partant, l'utilisation de la capacité de travail résiduelle (VSI 1999 p. 246 consid. 1 et les références). Toutefois, lorsqu'il s'agit d'évaluer l'invalidité d'un assuré qui se trouve proche de l'âge donnant droit à la rente de vieillesse, il faut procéder à une analyse globale de la situation et se demander si, de manière réaliste, cet assuré est (ou était) en mesure de retrouver un emploi sur un marché équilibré du travail. Indépendamment de l'examen de la condition de l'obligation de réduire le dommage (cf. <ref-ruling> consid. 3c et les références), cela revient à déterminer, dans le cas concret qui est soumis à l'administration ou au juge, si un employeur potentiel consentirait objectivement à engager l'assuré, compte tenu notamment des activités qui restent exigibles de sa part en raison d'affections physiques ou psychiques, de l'adaptation éventuelle de son poste de travail à son handicap, de son expérience professionnelle et de sa situation sociale, de ses capacités d'adaptation à un nouvel emploi, du salaire et des contributions patronales à la prévoyance professionnelle obligatoire, ainsi que de la durée prévisible des rapports de travail (cf. arrêts I 819/04 du 27 mai 2005, consid. 2.2; I 462/02 du 26 mai 2003, consid. 2.3; I 617/02 du 10 mars 2003, consid. 3.1; I 401/01 du 4 avril 2002, consid. 4c).
6.2.2.2 La question de savoir quel est le moment déterminant pour procéder à l'évaluation de l'invalidité d'un assuré proche de l'âge de la retraite a été laissée ouverte par le Tribunal fédéral dans un arrêt 9C_949/2008 du 2 juin 2009. En l'espèce, il n'y a pas lieu de trancher cette question. En effet, que l'on retienne le moment de la naissance éventuelle du droit à la rente, auquel il y a lieu de se placer pour procéder à la comparaison des revenus (<ref-ruling> consid. 4.1 et 4.2 p. 223 s.) ou le moment de la décision litigieuse, le recourant, alors âgé de 56 ans, respectivement 60 ans, n'avait pas atteint le seuil à partir duquel la jurisprudence considère généralement qu'il n'existe plus de possibilité réaliste de mise en valeur de la capacité résiduelle de travail sur un marché du travail supposé équilibré (cf. arrêt 9C_1043/2008 du 2 juillet 2009). Toutefois, dans le cas d'espèce, au regard de l'ensemble des éléments du dossier, un élément particulier n'a pas été retenu à satisfaction par l'autorité cantonale. Le recourant a travaillé depuis 1966 au service de X._, mis à part quelques périodes pendant lesquelles il était au chômage. Il a donc travaillé toute sa vie pour le même employeur. Il n'apparaît par ailleurs pas qu'il ait acquis, durant sa carrière, une quelconque formation professionnelle ou toute autre expérience qu'il aurait pu mettre en valeur en dehors de son cadre ordinaire de travail. L'exercice d'une nouvelle activité adaptée aux limitations fonctionnelles l'affectant impliquerait par conséquent une reconversion professionnelle et présupposerait des facultés d'adaptation probablement insurmontables d'un point de vue subjectif. Compte tenu de la situation personnelle et professionnelle du recourant, on ne pouvait exiger de lui qu'il abandonne l'emploi qu'il exerçait à 70% pour se lancer dans une recherche - hasardeuse - d'un emploi correspondant à sa capacité résiduelle de travail. On peine en effet à imaginer qu'un employeur eût consenti à engager le recourant, eu égard à l'âge de celui-ci et au temps nécessaire qu'il aurait fallu consacrer pour dispenser un minimum de formation pour un emploi d'emblée limité dans le temps. En ayant repris une activité auprès de son employeur, le recourant a en réalité pleinement satisfait à l'obligation qui lui incombait de réduire son dommage.
6.2.3 Il y a dès lors lieu de retenir, au titre du revenu d'invalide, le salaire réalisé par le recourant dans son activité de concierge à 70%. Selon les renseignements donnés par son employeur X._, le recourant réalisait un revenu annuel brut de 35'320 fr. (22 fr./h x 123,5 heures/mois x 12 + 8,33 % pour tenir compte du 13ème salaire), lequel doit être retenu au titre du revenu d'invalide. En comparant ce montant au revenu sans invalidité de 62'908 fr. 40 fixé par les premiers juges sur la base d'un salaire horaire de 25 fr. 60 (cf. consid. 6.1.2.2), on obtient un taux d'invalidité de 43,85% dès le 15 décembre 2003, lequel ouvre le droit à un quart de rente d'invalidité.
7. 7.1 Il résulte de ce qui précède que le droit du recourant à une rente d'invalidité ne doit pas être supprimé, mais réduit à un quart de rente en raison d'une modification des circonstances au sens de l'<ref-law> postérieurement au 31 mars 2004 (cf. <ref-law>). Le recours se révèle dès lors partiellement bien fondé et tant le jugement entrepris que la décision du 8 octobre 2007 doivent être réformés en conséquence.
8. Vu l'issue du litige, au terme duquel le recourant obtient gain de cause pour l'essentiel, les frais de justice seront supportés par l'intimé, qui succombe (art. 66 al. 1 en relation avec l'<ref-law>). Le recourant a par ailleurs droit à des dépens à la charge de l'intimé (art. 68 al. 1 et 2 LTF).

Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1. Le recours est partiellement admis. Le jugement du Tribunal des assurances du canton du Valais du 16 juin 2008 et la décision de l'Office de l'assurance-invalidité pour le canton du Valais du 8 octobre 2007 sont réformés en ce sens que le recourant à droit à une demi-rente du 1er juillet 2003 au 31 mars 2004 puis à un quart de rente à partir du 1er avril 2004. Le recours est rejeté pour le surplus.
2. Les frais judiciaires, arrêtés à 500 fr., sont mis à la charge de l'intimé.
3. L'intimé versera au recourant la somme de 2'800 fr. à titre de dépens pour la dernière instance.
4. La cause est renvoyée au Tribunal des assurances du canton du Valais pour nouvelle décision sur les frais et les dépens de la procédure antérieure.
5. Le présent arrêt est communiqué aux parties, au Tribunal cantonal des assurances du canton du Valais et à l'Office fédéral des assurances sociales.
Lucerne, le 9 octobre 2009
Au nom de la IIe Cour de droit social
du Tribunal fédéral suisse
Le Juge présidant: La Greffière:
Borella Fretz