Citation: 1C_180/2019 E. A

A.a. Situé entre l'ancienne ville de Nyon et le bord du lac Léman, le lieu dit "Bourg de Rive" est constitué de grandes plages de verdure disposées en majeure partie en pente, sur lesquelles sont situés quelques bâtiments anciens. Le plan général d'affectation (PGA) de la commune de Nyon, entré en vigueur en 1984, classe ce secteur en partie en "zone urbaine de l'ancienne ville", en partie en "zone de construction d'utilité publique", et pour le reste en "zone de verdure", caractérisée par l'interdiction de bâtir. Le secteur de Bourg de Rive a par la suite fait l'objet d'un plan partiel d'affectation, intitulé "plan partiel d'affectation Bourg de Rive" (ci-après: PPA Bourg de Rive), qui a été adopté par le Conseil communal le 29 janvier 1996 et est entré en vigueur le 4 mars 1997 après son approbation par le Département compétent. Régie par ce PPA, les parcelles nos 414, 419 et 563 sont propriété de la commune de Nyon. D'une surface de 15'143 m², la parcelle n° 414, est située à l'extrémité sud-ouest du périmètre du PPA; elle est occupée dans sa quasi totalité par le parc public Bourg de Rive, affecté en zone de verdure, excepté dans sa partie nord-est, où est sis le Musée du Léman, affecté en zone d'extension de la zone de verdure; le Musée du Léman est constitué d'un bâtiment principal de 790 m², qui est un ancien hôpital érigé en 1756, et de trois petits bâtiments (un ancien local de désinfection, une ancienne maison d'habitation et un ancien pavillon d'isolement). D'une surface de 3'348 m², la parcelle n° 563, située au nord-est de la parcelle n° 414, supporte un autre parc public; elle est colloquée en zone d'extension de la zone de verdure par le PPA Bourg de Rive. Elle supporte deux très petits bâtiments: l'un aménagé en toilettes publiques et l'autre en petite dépendance. Située au nord-est de cette parcelle, la parcelle n° 419 est occupée par le parking souterrain de la Duche, qui est recouvert d'un parc public; elle est colloquée en zone d'extension de la zone de verdure par le PPA Bourg de Rive. D'une surface de 1'375 m² et supportant une maison, la parcelle n° 418, située entre la parcelle n° 563 et la parcelle n° 419 et également régie par le PPA Bourg de Rive qui l'affecte en zone d'extension de la zone de verdure, est propriété de A.A.________ et B.A.________. A.b. En 2014, un concours d'architecture a été organisé par la municipalité de Nyon en vue de l'agrandissement du Musée du Léman et du réaménagement des espaces existants. Le lauréat en a été le projet "Noviodunum" du bureau d'architectes C.________ SA. Le projet consiste en un vaste bâtiment, qui prend place dans la partie nord-est de la parcelle n° 414 et sur la parcelle n° 563, autour de l'actuel bâtiment principal du musée (dont la partie est doit être démolie). La toiture (plate) du projet, végétalisée, est accessible au public. Outre la destruction de la partie est du bâtiment principal, le projet implique la destruction complète des trois bâtiments annexes. Est également prévue la création d'un jardin aquatique. Le total des nouvelles surfaces construites s'élève à 5'468 m² (3'646 m² pour le nouveau bâtiment, 1'464 m² de constructions souterraines et 358 m² de jardin aquatique). Le projet étant incompatible avec le périmètre de nouvelles constructions prévu par le PPA Bourg de Rive - limité à une surface rectangulaire de 1'634 m² sur la parcelle n° 414 -, la municipalité a élaboré un plan de quartier intitulé "Plan de quartier Musée du Léman" afin de modifier l'affectation du secteur. Le périmètre du plan de quartier, qui comprend uniquement la partie nord-est de la parcelle no 414 et l'entier de la parcelle n° 563, est délimité au nord par la muraille de la vieille ville, au sud par la route cantonale qui longe le bord du lac, à l'ouest par la limite est de l'îlot central du parc public Bourg de Rive, et à l'est par la limite parcellaire avec le bien-fonds n° 418 marquée par une haie d'arbres et d'arbustes. Le plan de quartier affecte toute la surface concernée (soit un total de 11'071 m², actuellement colloquées en zone d'extension de la zone de verdure par le RPPA Bourg de Rive) en zones d'installations (para-) publiques. Soumis à enquête publique, le projet a fait l'objet d'une opposition formée par A.A.________ et B.A.________.