Faits: A. En 2003, la municipalité de Villars-Ste-Croix a entrepris une révision de son plan général d'affectation, de son règlement communal sur le plan général d'affectation et la police des constructions (ci-après: le règlement communal), ainsi que des plans partiels d'affectation "Au Village" et "En Coulaye". A cette occasion, elle a décidé de réaffecter à la zone agricole les parcelles encore libres de constructions sises à l'intérieur de l'échangeur autoroutier de Villars-Ste-Croix. Ce changement d'affectation concernait notamment des bien-fonds appartenant à B._ et C._, à savoir les parcelles n° 137 et 138 du registre foncier de Villars-Ste-Croix, d'une surface d'environ 9'000 m2 et sises en zone à bâtir (zone de villas A), et la parcelle n° 136, d'une surface d'environ 10'800 m2 et classée en zone intermédiaire. En compensation, il est prévu que les droits à bâtir des prénommés soient reportés sur la parcelle n° 59 et sur une partie de la parcelle n° 51, dont ils sont également propriétaires. Ces deux bien-fonds ont une surface de 15'865 m2, dont 11'139 m2 sont classés en zone agricole et le solde en zone à bâtir (zone de villas B). Le transfert de ces droits à bâtir a fait l'objet du projet de plan partiel d'affectation "En Coulaye". Mis à l'enquête publique du 23 mai au 22 juin 2006, ce projet a suscité l'opposition de A._, propriétaire de la parcelle n° 56 du registre foncier de Villars-Ste-Croix, qui jouxte les parcelles n° 51 et 59. Le 2 novembre 2006, le Conseil communal de Villars-Ste-Croix a rejeté cette opposition et adopté le plan partiel d'affectation "En Coulaye". Le Département cantonal des institutions et des relations extérieures l'a approuvé par décision du 18 décembre 2006. A._ a recouru contre ces deux décisions auprès du Tribunal administratif du canton de Vaud. Cette autorité a admis le recours par arrêt du 31 août 2007, considérant en substance que la procédure relative au plan partiel d'affectation litigieux ne pouvait pas être disjointe de celles qui concernaient le plan général d'affectation, le règlement communal et le plan partiel d'affectation "Au Village". B. Les projets relatifs à ces trois derniers éléments ont été mis à l'enquête publique du 21 mars au 19 avril 2007. Le 12 avril 2007, A._ a formé une opposition, que le Conseil général de Villars-Ste-Croix a levée le 7 février 2008. Le même jour, cette autorité a adopté le plan général d'affectation, le règlement communal et le plan partiel d'affectation "Au Village", qui ont été approuvés par le département compétent le 11 mai 2009. Le plan général d'affectation adopté prévoit à l'ouest du village une "zone à occuper par plan spécial" correspondant au périmètre du plan partiel d'affectation "En Coulaye", avec la précision suivante: "PPA "En Coulaye" (en cours d'approbation)". A._ a recouru contre ces décisions auprès du Tribunal cantonal du canton de Vaud, Cour de droit administratif et public (qui a remplacé le Tribunal administratif; ci-après: le Tribunal cantonal). Par arrêt du 11 janvier 2010, le Tribunal cantonal a rejeté ce recours. Il a considéré en substance que le plan général d'affectation contesté respectait les art. 14 et 21 al. 2 de la loi sur l'aménagement du territoire du 22 juin 1979 (LAT; RS 700), de même que l'art. 29 de l'ordonnance sur la protection contre le bruit (OPB; RS 814.41). C. Agissant par la voie du recours en matière de droit public, A._ demande au Tribunal fédéral d'annuler cet arrêt et de renvoyer la cause à l'autorité intimée pour nouvelle décision dans le sens des considérants. Il se plaint d'une violation des art. 15, 21 et 33 LAT ainsi que des art. 29 et 44 OPB. Il invoque également une violation de son droit d'être entendu. Le Tribunal cantonal conclut au rejet du recours, en renvoyant aux considérants de l'arrêt attaqué. Le Service cantonal de l'environnement et de l'énergie a présenté des observations. Le Service cantonal du développement territorial ne s'est pas déterminé, pas plus que B._ et C._. Au terme de ses observations, la Commune de Villars-Ste-Croix conclut au rejet du recours. L'Office fédéral de l'environnement s'est déterminé. A._ a présenté des observations complémentaires.