Faits : A. Entre La Souste et Chippis, en amont de la ville de Sierre, le Rhône est en partie utilisé depuis plus d'un siècle pour la production hydroélectrique. C'est dans ce but qu'a été bâti un barrage à La Souste, nécessaire au captage d'une partie des eaux du fleuve (65 m3 /s au maximum) qui, après avoir été filtrée dans un dessableur, est amenée via un canal à ciel ouvert traversant le Bois de Finges et une galerie souterraine sous les contreforts du Gorwetsch jusqu'à la centrale de turbinage de Chippis où les eaux sont restituées au fleuve. La production annuelle moyenne de cet aménagement hyroélectrique avoisine les 235 gigawattheures (GWh). Celui-ci se situe à l'intérieur de l'objet n° 1716 "Bois de Finges - Illgraben" de l'inventaire fédéral des sites et monuments naturels d'importance nationale (IFP). L'objet n° 133 "Bois de Finges" de l'inventaire fédéral des zones alluviales d'importance nationale est situé directement en aval du prélèvement d'eau. La concession octroyée au début du XXe siècle et arrivant à échéance le 20 avril 2004 n'a pas été renouvelée. Le Conseil d'Etat valaisan a exercé son droit de retour sur l'installation de sorte que le canton en est devenu propriétaire. Le 21 avril 2004, il a accordé à la société Forces motrices valaisannes SA (FMV SA), à titre de mesures provisoires fondées sur l'art. 28 de la loi cantonale du 28 mars 1990 sur l'utilisation des forces hydrauliques (LFH/VS; RS/VS 721.8), le droit d'exploiter les eaux du Rhône à cet endroit jusqu'à l'entrée en force de la nouvelle concession, mais au plus tard jusqu'au 21 avril 2009, puis, en vertu d'une décision de prolongation, jusqu'au 31 décembre 2014. Ces décisions étaient assorties de conditions imposant un débit de dotation au droit du barrage et la mise en place d'un suivi ("suivi scientifique du Rhône de Finges", SSRF) permettant d'en apprécier les effets écologiques. Le 30 avril 2012, FMV SA a déposé auprès du Département de l'économie, de l'énergie et du territoire (DEET) une demande de concession à délivrer par le Conseil d'Etat, sous réserve de ratification par le Grand Conseil, pour l'utilisation des forces hydrauliques du Rhône entre La Souste et Chippis pour une période de 80 ans. Il s'agissait en substance d'utiliser les aménagements hydroélectriques existants. Mise à l'enquête publique, cette demande a suscité cinq oppositions, dont celles du WWF Suisse, du WWF Valais, de la Fondation pour la protection et l'aménagement du paysage (FP) et celle de Pro Natura. B. Par décision du 18 juin 2014, le Conseil d'Etat a écarté les oppositions et concédé à FMV SA, pour une durée de 80 ans à compter du 22 avril 2004, le droit d'utilisation hydroélectrique des forces hydrauliques du Rhône entre La Souste et Chippis. La décision prévoit notamment ce qui suit: - Le débit de dotation en aval de la prise d'eau est fixé à 3.25 m3 /s de juin à février, 4.00 m3 /s en mars et 6.00 m3 /s en avril et mai. - Ce débit peut être augmenté selon les résultats du SSRF, à présenter au plus tard en automne 2015. - La concessionnaire doit réaliser les mesures prévues dans la demande de concession, dans le rapport d'impact sur l'environnement (RIE) et dans les rapports complémentaires, sous réserve d'autres conditions figurant dans l'évaluation de la conformité environnementale du Service cantonal de la protection de l'environnement (SPE) et conformément aux résultats de la procédure d'approbation des plans à venir. Si certaines mesures prévues ne peuvent être réalisées que partiellement, pas du tout ou avec du retard, un rapport dûment motivé doit être immédiatement remis à l'autorité qui rend la décision et un remplacement doit être proposé. - Les travaux doivent débuter au plus tard dans les trois ans à compter de l'entrée en force de la décision; les mesures de compensation au sens de la LPN doivent être achevées deux ans après le début des travaux. - A intervalles réguliers, des bras secondaires artificiels doivent être créés et entretenus aux frais de la requérante dans la zone alluviale. - Les mesures résultant des études du suivi actuel doivent être réalisées immédiatement. - Des ouvrages de franchissement du canal de Finges pour toutes les espèces terrestres animales doivent être construits et des mesures efficaces de couverture du canal traversant le Bois de Finges doivent être réalisées afin de réduire les effets négatifs du morcellement paysager et biologique. - Le tronçon du Rhône entre le barrage et la restitution du débit de dotation ne doit jamais s'assécher. - Une passe à poisson doit être installée de sorte que la prise d'eau n'empêche plus la migration des poissons. Cette concession a été ratifiée par le Grand Conseil dans sa séance du 9 septembre 2014. Saisie par les quatre associations à but idéal susmentionnées, la Cour de droit public du Tribunal cantonal du Valais a très partiellement admis leurs recours par arrêt du 21 août 2015. La cour cantonale a invité le Conseil d'Etat à compléter et adapter le dossier sur les mesures de compensation et de préservation du paysage à prendre en lien avec le canal d'amenée d'eau traversant le bois de Finges; elle a modifié la décision en ce sens que le concessionnaire doit réaliser à ses frais le remplacement de l'installation de pisciculture dans le cadre de la procédure subséquente d'approbation des plans (ce qui n'était, dans la décision initiale, qu'un point à examiner par la suite). La cour cantonale a confirmé la décision du Conseil d'Etat pour le surplus. C. WWF Suisse ainsi que sa section cantonale WWF Valais et Pro Natura Suisse recourent contre l'arrêt cantonal auprès du Tribunal fédéral. Ces associations demandent l'annulation de l'arrêt cantonal de même que de la décision d'octroi de la concession. Subsidiairement, elles demandent la réforme de l'arrêt cantonal en ce sens que la durée de la concession est limitée à 25 ans et que le débit résiduel minimal ne doit pas être inférieur à 30 m3 /s, subsidiairement au tiers du débit naturel en assurant en tout temps un débit minimal de 10 m3 /s. Les recourantes produisent en sus de leurs écritures un avis de droit et deux rapports du bureau d'ingénieurs Arnal ainsi qu'AquaPlus. Ceux-ci prennent position sur les mesures de compensation et les calculs du débit résiduel minimal. La cour cantonale renonce à se déterminer. L'intimée FMV SA se détermine et conclut au rejet du recours. Elle produit en outre le rapport final SSRF d'octobre 2015 ainsi qu'une note du bureau l'ayant établi. Le Conseil d'Etat dépose des observations et propose le rejet du recours dans la mesure de sa recevabilité. L'Office fédéral de l'énergie (OFEN) indique en substance que le projet est d'importance nationale et correspond aux objectifs de la loi du 26 juin 1998 sur l'énergie (LEne; RS 1930). L'Office fédéral de l'environnement (OFEV) confirme l'importance nationale du projet, mais fait état d'un bilan écologique négatif des mesures de compensation et d'un débit résiduel insuffisant à certaines périodes de l'année. L'Office fédéral du développement territorial renonce à se déterminer. Dans de nouveaux échanges d'écritures, les autorités et parties se déterminent encore et persistent dans leurs conclusions. Le Conseil d'Etat produit les déterminations des services cantonaux concernés. Les recourants produisent une expertise sur le résultat du suivi SSRF.