A.- a) M._ travaillait en qualité de représentant au service de l'entreprise K._ SA. A ce titre, il était assuré contre le risque d'accidents professionnels et non professionnels auprès de la Caisse nationale suisse en cas d'accidents (CNA). Le 3 octobre 1994, l'assuré s'est blessé en promenant son chien : celui-ci a provoqué un mouvement brusque de son épaule droite vers l'arrière en tirant soudainement sur la laisse, ce qui a entraîné une rupture spontanée du long chef du biceps. A la suite de cet événement, M._ a subi deux interventions chirurgicales (une arthroscopie et une ténodèse) respectivement les 19 janvier et 20 septembre 1995. Ressentant, nonobstant les traitements prodigués, de fortes douleurs et une grande fatigabilité au bras droit lors de la conduite d'un véhicule, l'assuré s'est rendu à la consultation du docteur E._ qui a constaté l'échec de la ténodèse et pratiqué, le 30 janvier 1997, une nouvelle arthroscopie. Dans son rapport d'examen final du 18 août 1997, le docteur X._, médecin d'arrondissement de la CNA, a constaté que le cas était suffisamment stabilisé sur le plan médical. Il a conclu que dans une activité adaptée n'impliquant que le port de charges légères et pas de mouvements au-dessus de la tête, l'assuré jouissait d'une capacité de travail entière avec un rendement complet; il a en outre fixé le taux de l'atteinte à l'intégrité à 10 %. b) Au mois de septembre 1997, l'assuré a annoncé une rechute. La CNA l'a alors adressé au docteur S._, spécialiste FMH en chirurgie orthopédique, qui a confirmé l'existence d'une capacité de travail normale avec toutefois un rendement réduit de 25 %. En vue de la liquidation du cas, M._ a également accompli un séjour la Clinique de réhabilitation Y._ afin d'évaluer la capacité fonctionnelle résiduelle de son épaule droite. Selon le rapport de sortie établi par les médecins de cette clinique, la principale limitation dont l'assuré souffrait dans son activité professionnelle résidait dans une gêne à conduire un véhicule de longues heures à la suite; tout bien considéré, il était apte à exercer sa profession avec une exigibilité avoisinant les 66 2/3 % pour une durée de travail quotidienne de 8 à 9 heures. Sur la base de cette évaluation, la CNA lui a octroyé une rente fondée sur un taux d'invalidité de 33,33 % à partir du 1er juin 1997, ainsi qu'une indemnité pour atteinte à l'intégrité de 10 % (décision du 10 septembre 1998). L'assuré a formé opposition contre cette décision, en concluant à la reconnaissance de prestations plus élevées ou, à tout le moins, à la mise en oeuvre d'une expertise médicale. Par décision du 29 mars 1999, la CNA a confirmé sa position initiale. c) Consulté par l'assuré au mois de mai 1999, le docteur L._ a constaté «un résultat anatomique postopératoire inhabituel» sous la forme d'une désinsertion du grand muscle pectoral, diagnostic qui a également trouvé confirmation auprès du professeur H._, médecin-chef du département de chirurgie de l'Hôpital Z._. L'éventualité d'une opération pour corriger cette anomalie a toutefois été écartée en raison de l'âge de l'assuré. Appelé à donner son appréciation sur ces nouvelles données médicales, le docteur X._ a entièrement confirmé la teneur de ses conclusions précédentes. Aussi, par lettre du 17 décembre 1999, la CNA a-t-elle fait savoir à l'assuré qu'elle persistait dans les termes de sa décision sur opposition. B.- Ce dernier a recouru devant le Tribunal administratif du canton de Neuchâtel, qui l'a débouté par jugement du 16 mai 2000. C.- M._ interjette recours de droit administratif contre ce jugement, dont il requiert l'annulation, en concluant, sous suite de frais et dépens, au renvoi de la cause à la CNA pour nouvelle décision sur son droit aux prestations LAA. Tant la CNA que l'Office fédéral des assurances sociales ont renoncé à présenter des observations. 