Résumé des faits:

Le 10 juillet 1967, à 8 h, au cours du trajet Fribourg-Romont, Jean-Marc Ayer a été arrêté à Chénens par une patrouille de gendarmerie qui, sur la base d'un contrôle de sa vitesse au moyen d'un appareil "Philips GM 4150", lui a reproché de rouler à 95 km/h alors qu'à cet endroit, la vitesse était limitée à 60 km/h.

La Direction de la police du canton de Fribourg l'ayant avisé que son cas serait soumis à la Commission consultative en matière de retrait et de refus de permis de conduire, Ayer a répondu que, s'il admettait l'éventualité d'un dépassement de la vitesse autorisée, il contestait avoir roulé à 95 km/h. Il demandait des explications sur l'appareil de contrôle utilisé et déclarait avoir laissé une trace de freinage de 20 m, établissant selon lui que sa vitesse était nettement inférieure à celle qui lui était reprochée. Il soutenait enfin que le signal de limitation de la vitesse était mal placé et peu visible.

Le 16 août 1967, la direction de police a rendu une décision retirant les trois permis d'Ayer pour une durée d'un mois et renvoyant celui-ci à s'adresser à la Préfecture de la Sarine ou à la Brigade de la circulation au sujet de ses remarques.

Le Conseil d'Etat puis le Département fédéral de justice et police ont successivement rejeté les recours interjetés par Ayer. Le département a considéré comme établie la vitesse de 95 km/h reprochée au recourant. Il a estimé que ce dernier, connaissant la route, ne pouvait ignorer la limitation de vitesse à 60 km/h. Il a dès lors admis qu'il y avait eu faute et grave mise en danger de la circulation routière, quand bien même le tronçon de route où le contrôle était intervenu se trouvait hors du village de Chénens et n'était bordé que de quelques maisons espacées. Le retrait de permis de conduire était par conséquent justifié; en le prononçant pour une durée d'un mois, ce qui est le minimum légal (art. 17 al. 1 litt. a LCR), l'autorité cantonale n'avait donc pas, selon le département fédéral, abusé de son pouvoir d'appréciation.

C.- Ayer a formé le 24 août 1970 un recours de droit administratif contre cette décision. Il a demandé et obtenu l'effet suspensif. Quant ou fond, il a conclu à l'annulation de la décision attaquée et, subsidiairement, à ce que le retrait de permis ne soit pas exécuté s'il était confirmé. Il a repris les arguments déjà exposés.

Dans sa réponse du 26 octobre 1970, le Département fédéral de justice et police a conclu au rejet du recours.

D.- Avant de statuer, le Tribunal fédéral a demandé au Bureau fédéral des poids et mesures des renseignements d'ordre technique sur les appareils de contrôle de la vitesse.

1./2. - (Questions de procédure).

3. a) Sur le fond, le sort du recours dépend avant tout du point de savoir si Ayer roulait à 95 km/h ou si au contraire, comme il le soutient, sa vitesse était très inférieure, lorsqu'il a été arrêté par la gendarmerie, à Chénens. Il s'agit là d'une pure question de fait, mais, en vertu des art. 104 litt. b et 105 al. 1 OJ, le Tribunal fédéral statuant sur recours de droit administratif peut la revoir librement, puisque le recours n'est pas dirigé contre la décision d'un tribunal cantonal ou d'une commission de recours (cf. art. 105 al. 2 OJ).

La question à résoudre dépend, pour une large part, de la confiance qui peut être faite aux mesures effectuées par les appareils de contrôle électriques ou électroniques, avec ou sans radar.

b) Le Bureau fédéral des poids et mesures (ci-dessous BPM) procède pour ces divers appareils à des "contrôles de types" qui reposent non seulement sur des examens de laboratoire, mais aussi sur des essais routiers comportant un millier de mesures successives. Selon un rapport datant de 1970, la probabilité d'erreur, avec les appareils radar les plus modernes et les plus perfectionnés, est de l'ordre de 1% s'agissant d'écarts de 5 km/h au moins. Elle est cependant d'autant moindre que l'écart est plus grand, si bien qu'elle tombe très au-dessous de 1% pour des différences de plus de 10 km/h. Selon un rapport antérieur, fondé sur des appareils en partie moins perfectionnés, le risque d'erreur était un peu plus élevé.

L'appareil ici en cause, un Philips GM 4150, n'est pas un radar, c'est un appareil "à seuils" (Schwellengerät). Il consiste en un instrument de mesure relié par un câble à deux fils tendus au travers de la chaussée à deux mètres l'un de l'autre, à une certaine distance de l'appareil. En passant sur les deux fils, les véhicules donnent deux impulsions successives qui, transmises à l'instrument, y déclenchent un mécanisme calculant la vitesse en fonction du temps de passage d'un fil à l'autre. Cette vitesse s'inscrit sur un cadran et, si elle dépasse un chiffre fixé d'avance, l'aiguille se bloque en déclenchant une sonnerie, jusqu'au moment où on la ramène à zéro en pressant sur un bouton. Le BPM a procédé à un contrôle de type pour cet appareil, en 1960. Il l'a reconnu utilisable, mais ses exigences étaient à l'époque moins élevées qu'aujourd'hui. La précision de cet appareil n'est guère moindre que pour d'autres, mais l'échelle du cadran est difficile à lire et la mise en place compliquée.

De ce qui précède, on peut déduire que les divers appareils de mesure ne donnent pas une certitude absolue, mais que leurs indications s'en rapprochent suffisamment pour qu'on leur reconnaisse en principe force probante, surtout si de sérieux indices en corroborent le résultat et à la condition que des preuves ou d'importants indices ne les contredisent pas. Ce principe ne vaut toutefois que si l'appareil est en parfait état, s'il est installé et manipulé d'une manière correcte par une équipe spécialement instruite et enfin s'il est surveillé avec soin tout au long du contrôle. En effet, selon le BPM, si ces diverses conditions ne sont pas remplies, des écarts importants peuvent se produire entre la vitesse réelle et les indications fournies par l'appareil.

c) Se fondant sur un rapport du BPM et tenant compte de ses observations, la Commission radio-police suisse a publié en 1963 des "prescriptions pour mesurer la vitesse des véhicules routiers". On peut admettre que ces prescriptions, qui ont été approuvées par la TAPO (Commission technique des polices suisses), ont été portées à la connaissance de toutes les polices cantonales. Elles contiennent une vingtaine de règles selon lesquelles, notamment, les appareils de mesure de la vitesse doivent avoir été vérifiés et recommandés par le BPM et ne doivent être utilisés que par des fonctionnaires spécialisés. Elles préconisent de plus d'en faire précéder la mise en service par une vérification de la source d'énergie et par un essai routier au moyen d'un véhicule de police muni d'un tachymètre étalonné. Le contrôle proprement dit ne peut débuter que si les écarts constatés lors des essais ne dépassent pas ± 2 km/h. Au terme du contrôle, il est procédé à un nouvel essai. Pendant les opérations il doit être tenu, sur une formule préparée à l'avance, un procès-verbal signé par le chef d'équipe et qui contient les indications suivantes: heure, lieu, type d'appareil utilisé, composition de l'équipe, conditions atmosphériques, perturbations de mesures, conditions extraordinaires, ainsi que l'indication dans l'ordre chronologique des mesures effectuées et des contraventions constatées. Il est enfin prescrit de soumettre les appareils à un contrôle du fabricant ou du BPM une fois par année.

Ces prescriptions, simples recommandations, n'ont pas force de loi; elles ne lient ni le juge, ni les autorités administratives ou de police elles-mêmes. Toutefois, si les précautions et les procédures qu'elles préconisent n'ont pas été observées, le juge pourra, en vertu de son pouvoir de libre appréciation des preuves, tenir compte de ce fait et, suivant les circonstances ne pas considérer les mesures effectuées comme déterminantes. En effet, s'il faut éviter de limiter l'emploi par la police d'un moyen de contrôle efficace et utile à la sauvegarde de l'important intérêt public qui s'attache à la sécurité du trafic routier, il importe aussi de protéger l'administré contre le risque de mesures erronées qui pourraient conduire à des sanctions pénales ou à des mesures administratives que les faits n'auraient pas justifiées.

d) En l'espèce, le type d'appareil en cause avait été en 1960 reconnu utilisable par le BPM, en dépit de certains inconvénients. Sur la base des déclarations de la gendarmerie fribourgeoise, on peut admettre que l'appareil utilisé à Chénens le 10 juillet 1967 était régulièrement entretenu; il n'avait pas été soumis à un contrôle périodique du BPM, mais chaque hiver il était vérifié par son fabricant. Quant aux agents qui ont procédé au contrôle, à Chénens, ils avaient reçu une instruction suffisante et ils étaient expérimentés.

En revanche, il n'est pas établi que l'appareil fonctionnait de façon irréprochable ce jour-là. La gendarmerie fribourgeoise reconnaît en effet qu'il n'a été procédé, avant ou après le contrôle, à aucun essai comparatif avec un véhicule muni d'un tachymètre étalonné ou même avec un véhicule ordinaire. Il n'a pas été pris d'autres précautions et il n'a pas été tenu de procès-verbal permettant une comparaison des diverses mesures faites en cette occasion. Vu l'extréme simplicité du procès-verbal et du formulaire recommandés par la TAPO, on ne saurait excuser leur absence par la complication qu'ils auraient représentée pour l'équipe chargée de procéder au contrôle.

Ces manquements ne signifient pas que l'appareil utilisé fonctionnait mal, mais ils sont néanmoins de nature à atténuer la force probante des mesures de vitesse effectuées grâce à lui. Il s'impose donc d'autant plus de confronter celles-ci avec les autres éléments qui pourraient les corroborer ou les infirmer.

e) En fait de circonstance corroborante, il y a le témoignage de l'agent Waeber, selon lequel la vitesse d'Ayer paraissait si manifestement excessive, à la vue déjà, qu'il aurait attiré l'attention de son collègue. Il n'y a aucun motif de mettre cette déposition en doute, mais elle ne fournit aucune indication précise quant à la vitesse réelle. Le BPM relève en effet de façon générale qu'après peu de temps de contrôle à un certain endroit, un agent entraîné parvient à dire à vue avec une certaine certitude si la vitesse autorisée est nettement dépassée ou pas, sans pouvoir toutefois l'estimer avec précision.

En sens contraire interviennent les traces de freinage dont Ayer n'a cessé de faire état dès la première instance. Selon la décision attaquée, il est vraisemblable que ces traces avaient bien été laissées par Ayer. Il n'en a toutefois pas été tenu compte car, selon le département fédéral, "une éventuelle trace de freinage sur la chaussée ne saurait être invoquée à l'encontre du résultat indiqué par l'appareil de mesure Philips, si rien d'autre ne permet de mettre en doute l'exactitude de la mesure". C'est faire trop peu de cas de cet élément d'appréciation et montrer une confiance excessive à l'égard d'un appareil qui, en l'occurrence, n'avait pas été utilisé avec toutes les précautions recommandées.

Il convient donc en principe de tenir compte de la trace de freinage, mais il ne s'ensuit pas nécessairement que les conclusions que le recourant tire de leur longueur soient exactes. Il est en effet possible, voire probable, que le recourant n'a pas immédiatement freiné à fond, mais lâché d'abord l'accélérateur, produisant ainsi une décélération qui n'a pas laissé de traces. Cette appréciation est corroborée d'une part par le témoignage Waeber, relevé plus haut, et par le fait, d'autre part, que tout en contestant avoir roulé à une allure de 95 km/h, le recourant n'a pas, au début, écarté l'éventualité d'un excès de vitesse.

Au vu de ces éléments, on doit tenir pour constant que le recourant roulait à une vitesse excessive, dont il n'est cependant pas prouvé qu'elle dépassait 80 km/h.

4. Selon l'art. 16 al. 2 LCR, le permis de circulation peut être retiré si, par son infraction, le contrevenant a compromis la sécurité de la route ou incommodé le public. Dans les cas de peu de gravité, il peut être donné un simple avertissement. En vertu de l'art. 16 al. 3 litt. a, en revanche, le permis doit être retiré si le conducteur a compromis gravement la sécurité de la route.

Ainsi que le relève la décision attaquée, le recourant n'a pas incommodé le public, mais s'il avait été établi qu'il avait roulé à 95 km/h, c'est à bon droit que l'autorité administrative aurait jugé qu'il avait gravement compromis la sécurité de la route et que par conséquent son permis de circulation devait lui être retiré. Le cas est toutefois moins grave dès lors que la vitesse retenue ne dépassait pas 80 km/h. Les autorités de police tenaient compte de cette limite à l'époque et à l'endroit du contrôle en cause. Il ressort en effet de la déposition de l'appointé Seydoux que, si la vitesse constatée était inférieure à 81 km/h, il était proposé au contrevenant de payer séance tenante une amende, le cas n'étant transmis au service des automobiles en vue d'un éventuel retrait de permis que si ce chiffre était dépassé.

On ne saurait admettre qu'au cas où l'allure autorisée est de 60 km/h et où la vitesse reprochée se situe entre ce chiffre et celui de 81 km/h, il s'agisse nécessairement d'une contravention de peu de gravité, ce qui permettrait de ne prononcer qu'un simple avertissement, indépendamment d'une amende éventuelle. En réalité, pour déterminer la sanction administrative aussi bien que la sanction pénale, il y a lieu de tenir compte de l'ensemble des circonstances du cas particulier. Toutefois, en l'espèce, il n'y a aucune raison de s'écarter de la pratique suivie par l'autorité de police. En effet, sur la base des éléments du dossier, rien ne justifie de réprimer plus sévèrement l'infraction commisse par Ayer que celles, de même nature, que d'autres automobilistes on pu commettre à la même époque et au même endroit. De plus, selon les constatations faites après vision locale par le Département fédéral de justice et police, ce n'est pas dans une véritable localité que l'infraction a été commise, mais à un endroit où il n'y a, de part et d'autre de la route, que quelques maisons espacées. Il n'y a pas en revanche à tenir compte de l'emplacement, même défectueux, du signal de limitation de vitesse, du moment que le recourant connaissait bien la route et devait par conséquent savoir qu'il y avait à Chénens une limitation de vitesse.

Au vu de ce qui précède, il convient donc, en application de l'art. 114 al. 2 OJ, d'annuler le retrait de permis du recourant et de prononcer à l'égard de celui-ci un simple avertissement au sens de l'art. 16 al. 2 LCR.