Faits:
A. K._, ressortissant étranger né en 1969, vit en Suisse depuis 1996 et est titulaire d'une autorisation de séjour (permis B) depuis 1999. Dans son pays, il a acquis une formation de sculpteur sur bois et sur pierre. Le 15 juillet 2000, il a subi un accident de travail alors qu'il était employé auprès de l'entreprise X._ à M._ pour le compte de l'entreprise d'emplois fixes et temporaires Y._. La Caisse nationale suisse d'assurance en cas d'accidents (ci-après: CNA) lui a octroyé une rente d'invalidité de 35 %, avec effet au 1er juin 2003, ainsi qu'une indemnité pour atteinte à l'intégrité de 26'700 fr. correspondant à un taux de 25 % (décision du 11 décembre 2003). A l'époque, la CNA avait considéré que, sans invalidité, l'assuré aurait réalisé un gain de 40'000 fr. et, qu'en raison de son handicap, il ne pouvait réaliser plus qu'un salaire annuel de 26'000 fr.
En janvier 2005, K._ est entré au service de Z._. En décembre de l'année suivante, il a achevé avec succès une formation de mécapraticien financée par son employeur. Compte tenu de cette formation, il a réalisé en 2007 un salaire annuel de 62'686 fr.
Par décision du 14 décembre 2007 et décision sur opposition du 28 mars 2008, la CNA a supprimé le droit à la rente d'invalidité de K._ avec effet dès le 1er janvier 2008, au motif que l'atteinte accidentelle à sa santé n'avait plus de conséquence susceptible d'être prise en considération sur la capacité de gain de ce dernier.
B. K._ a recouru contre la décision sur opposition du 28 mars 2008. Le Tribunal administratif du canton de Berne a rejeté le recours par jugement du 28 mai 2009.
C. L'assuré a interjeté un recours en matière de droit public au Tribunal fédéral. Il a conclu à l'annulation du jugement rendu par le Tribunal administratif bernois, à ce que la CNA soit condamnée à reprendre dès le 1er janvier 2008 le versement de la rente allouée précédemment et, subsidiairement, au renvoi de la cause à la juridiction cantonale pour nouvelle décision.

Considérant en droit:
1. Interjeté par une partie directement touchée par la décision et qui a un intérêt digne de protection à son annulation (<ref-law>), le recours, dirigé contre un jugement final (<ref-law>) rendu dans une cause de droit public (<ref-law>) par une autorité cantonale de dernière instance (art. 86 al. 1 let. d LTF), est recevable, puisqu'il a été déposé dans le délai (<ref-law>) et la forme (<ref-law>) prévus par la loi et que l'on ne se trouve pas dans l'un des cas d'exceptions mentionnés par l'<ref-law>.
2. Le litige porte sur la modification du droit du recourant à une rente d'invalidité de 35 % avec effet dès le 1er janvier 2008. Le jugement entrepris expose les règles légales et la jurisprudence relatives à la notion d'invalidité, à l'évaluation de son taux ainsi qu'à la révision du droit à la rente. Il convient donc d'y renvoyer.
3. Selon les constatations de fait des premiers juges, l'état de santé de K._ est resté inchangé entre la décision de lui allouer une rente d'invalidité en 2003 et celle de réviser cette décision en 2007. En revanche, d'un point de vue économique, la formation de mécapraticien qu'il a suivie dans l'intervalle lui permet désormais d'obtenir une rémunération de 62'686 fr. chez Z._, malgré son handicap. Le recourant ne conteste pas, à juste titre, cet aspect du jugement entrepris, sur lequel il n'y a pas à revenir.
4. 4.1 La juridiction cantonale a considéré que si le recourant n'avait pas subi l'accident assuré, il aurait réalisé en 2007 un revenu de 42'331 fr. au maximum en qualité d'ouvrier sur verre dans l'entreprise X._. A cet égard, elle s'est fondée, d'une part, sur une attestation de Y._ et, d'autre part, sur le salaire réalisé en 2000 par l'assuré, indexé à l'évolution des salaires nominaux jusqu'en 2007.
4.2 Le recourant conteste la valeur probante de l'attestation de Y._, au motif qu'il s'agit d'une entreprise de placement de personnel sans aucune compétence dans l'industrie du verre. Il allègue que, sans handicap et dans son ancienne profession d'ouvrier sur verre, il réaliserait, en 2007, un salaire annuel équivalent à celui versé par Z._, compte tenu « du renchérissement et des autres éléments liés au salaire ». On voit toutefois mal, à supposer que ces allégations soient établies, en quoi elle justifieraient de maintenir inchangé le droit à la rente du recourant, alors même qu'il ne subirait plus, dans cette hypothèse, de diminution de sa capacité de gain. L'argumentation du recourant sur ce point est donc mal fondée.
4.3 Dans un deuxième argument, le recourant soutient qu'en réalité, sans son accident, il n'aurait pas poursuivi son activité au sein de X._ et aurait pu réaliser un salaire mensuel de l'ordre de 6'500 fr. à 7'000 fr. en travaillant dans une entreprise de décolletage mécanique ou d'horlogerie. Sur ce point le recours ne se réfère à aucun indice concret au dossier, mais repose sur de simples allégations du recourant. Dès lors qu'elles ont déjà été réfutées par les premiers juges, il convient de renvoyer le recourant au jugement entrepris.
4.4 Enfin, le recourant allègue une perte de l'ordre de 30 % sur son salaire au sein de Z._ en raison de l'atteinte accidentelle à son bras gauche. Selon lui, son employeur actuel lui aurait refusé des augmentations salariales qu'il aurait admises en l'absence d'atteinte à la santé. Sur ce point également, les allégations du recourant ne sont pas étayées. Elles sont même contredites par les déclarations de l'employeur lors d'un entretien avec un inspecteur de l'intimée le 18 juin 2007. L'employeur avait à l'époque exposé que l'assuré ne subissait pas de diminution de rendement en raison de l'atteinte à son bras gauche, qui par ailleurs ne l'empêcherait pas de progresser au niveau salarial. L'assuré était employé au rectifiage, activité la plus pointue au sein de l'entreprise et dans laquelle il excellait. S'il venait à travailler en équipe, il pourrait continuer à exercer cette activité de rectifiage contrairement aux craintes qu'il avait exprimées.
5. Il ressort de ce qui précède que, grâce à sa formation professionnelle complémentaire au sein de Z._, le recourant ne subit plus de diminution de sa capacité de gain en raison de séquelles de l'accident. Les premiers juges ont donc admis à juste titre que les conditions mises à à la révision du droit à la rente étaient remplies.
6. Vu le sort de ses conclusions, le recourant supportera les frais judiciaires (art. 66 al. 1, 1ère phrase, LTF) ainsi que ses propres dépens (<ref-law>).

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 Berne, Cour des affaires de langue française, et à l'Office fédéral de la santé publique.
Lucerne, le 18 décembre 2009
Au nom de la Ire Cour de droit social
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: Le Greffier:
Ursprung Métral