Faits: A. Situé dans la partie ouest du territoire de la commune de Rolle, le Domaine de Pré-de-Vers comprend une maison de maître et un domaine agricole sis sur la parcelle 326 du registre foncier de la commune de Rolle, en amont de la route cantonale. La parcelle 327, qui s'étend entre la route et le lac, fait également partie de la propriété; un petit port est creusé dans la berge de ce bien-fonds et un cabanon de 30 m2 est construit à quelques mètres de ce port. Ce domaine a été légué à la commune de Rolle par D._, en 1924, avec la charge de créer une fondation pour enfants indigents et délicats. La Fondation C._ (ci-après: la Fondation) a été inscrite au registre du commerce en 1932 et a pour but d'accueillir des enfants atteints ou menacés dans leur santé physique ou mentale. Elle exerce cette activité sous la forme de l'Institut Pré-de-Vert et accueille des enfants en internat ou en externat sur les parcelles 326 et 327 dont elle a la jouissance. De 1970 jusqu'au milieu des années 1980, la Fondation a mis à disposition d'une association d'aide aux jeunes travailleurs et apprentis un terrain d'environ 2'000 m2 en bordure du lac pour l'installation provisoire d'un camp nautique. La parcelle 327 a ainsi été équipée, à côté du petit port existant, d'un cabanon en bois servant à entreposer du matériel de voile et abritant une cuisinette, auquel sont rattachés des toilettes et une douche. Des camps de voile ont été organisés pendant l'été, les enfants et adolescents étant hébergés sur place, sous tentes. L'emplacement a ensuite été sous-loué, puis loué jusqu'en 2007 à une autre association qui avait également pour objectif d'organiser des camps de sports nautiques pour adolescents. Par convention du 17 juin 2008, le terrain a été mis à la disposition de l'Institut du Rosey, école privée située à Rolle. B. A l'ouest du bien-fonds 327, dans le secteur Fleur d'eau, A._ et B._ sont propriétaires des parcelles 638 et 398, qu'ils ont achetées en 1997 et 1998 après avoir été locataires de la maison qui y est construite. Depuis plusieurs années, les voisins de parcelles 326 et 327 - dont les époux A._ et B._ - se plaignent des nuisances sonores, tant diurnes que nocturnes, occasionnées par les activités de loisir pratiquées durant l'été. Il semble que les jeunes pour qui le terrain est mis à disposition ne soient pas les seuls en cause, les rives du lac attirant nombre de personnes au comportement indélicat. La municipalité a répondu dans un premier temps qu'elle entendait constituer un dossier et recueillir les plaintes que le camp avait provoquées. Après avoir été relancée, elle a fait savoir à A._, le 5 juin 2007, qu'elle avait requis les noms des responsables des camps pour leur rappeler les règles de bon voisinage et que les autorisations données seraient dorénavant assorties de conditions, nouvelles, qui devraient permettre de calmer la situation. C. A la suite de l'admission par le Département cantonal des infrastructures, en 2004, d'un recours pour déni de justice d'un propriétaire foncier dans le secteur de l'ouest de la commune, la commune de Rolle a dû établir un projet de plan partiel d'affectation de l'Ouest Rollois (ci-après: le PPA de l'Ouest Rollois). Ce PPA porte sur plusieurs parcelles, notamment la 326 et la 327, dont l'affectation avait été "suspendue" lors de l'adoption du plan général d'affectation (PGA) de la commune en 1992. Le périmètre du PPA est subdivisé en trois secteurs: celui de Fleuri et Sous-la-Dolle, celui de Pré-de-Vers et celui de Bellerive (art. 2.2 du règlement du PPA). Le secteur Pré-de-Vers comprend les parcelles 326 et 327. La parcelle 327 est concernée pour l'essentiel par l'aire de verdure et l'aire destinée aux activités de loisirs en relation avec le lac. L'art. 4.6 du règlement, relatif à l'aire destinée aux activités de loisirs en relation avec le lac, a la teneur suivante (les passages soulignés ont été introduits par l'amendement du Conseil communal du 11 mars 2008): Destination: 1 Cette aire est destinée aux installations et constructions nécessitées par les activités de l'Institut et pour les activités de loisirs en liaison avec le lac. Affectation: 2 Cette aire est affectée aux activités de loisir. Degré de sensibilité au bruit: 3 Le degré de sensibilité III est attribuée à cette aire. Utilisation du sol: 4 Seules 2 constructions de 1 niveau y sont admises, y compris la construction existante qui peut être maintenue et entretenue. Les constructions seront à l'usage exclusif de stockage et entrepôt de matériel. 5 Les nouvelles constructions s'implanteront dans le périmètre fixé en plan à cet effet, à proximité du bâtiment existant. 6 La surface bâtie maximale est de 160 m2 (y compris le bâtiment existant de 30 m2). [...] Sur le plan correspondant, l'aire destinée aux activités de loisirs en relation avec le lac représente une surface qui s'allonge sur environ 170 m en suivant la berge du lac, entre le cabanon existant à côté du port et le chemin d'accès qui longe la limite est de la parcelle. Le périmètre de construction, initialement sis en limite est de l'aire précitée, a été déplacé à l'endroit où se trouve la construction existante. Le PPA de l'Ouest Rollois et son règlement ont été adoptés par la municipalité de Rolle lors de sa séance du 24 août 2006 et soumis à l'enquête publique du 1er septembre au 2 octobre 2006. Le 18 septembre 2006, A._ a formé une opposition au PPA, au motif que la création d'une aire de loisir constructible au bord du lac sur la parcelle 327 en DS III contreviendrait au principe de la non-constructibilité de bâtiments de grande taille en bordure du lac et créerait un précédent fâcheux alors que le besoin de construire ne serait pas démontré. Il a maintenu son opposition par courrier du 7 septembre 2007. Le texte du règlement et le plan munis des amendements du Conseil communal du 11 mars 2008 ont été transmis au Département cantonal de l'économie pour approbation. Par décision du 20 novembre 2008, le Département cantonal a approuvé préalablement, sous réserve des droits des tiers, le PPA de l'Ouest Rollois. D. A._ et B._, ainsi que la Fondation, ont recouru auprès du Tribunal cantonal du canton de Vaud (ci-après: le Tribunal cantonal) contre l'approbation du PPA litigieux. Les causes ont été jointes. Après avoir effectué une vision locale en présence des parties, le Tribunal cantonal a rendu son arrêt le 28 décembre 2009. Il a rejeté le recours des époux A._ et B._ et partiellement admis celui de la Fondation en ce sens que l'art. 4.6 al. 4 du règlement du PPA de l'Ouest Rollois est modifié comme suit: "Seules deux constructions d'un seul niveau y sont admises, y compris la construction existante qui peut être maintenue et entretenue. Un usage d'hébergement est exclu". La décision attaquée a été maintenue pour le surplus. E. Agissant par la voie du recours en matière de droit public, A._ et B._ demandent au Tribunal fédéral de réformer l'arrêt du Tribunal cantonal du 28 décembre 2009 en ce sens que le PPA de l'Ouest Rollois n'est pas approuvé préalablement en tant qu'il concerne la parcelle 327 du secteur Pré-de-Vers. Subsidiairement, ils concluent à l'annulation de l'arrêt attaqué, la cause étant renvoyée au Tribunal cantonal pour nouvelle décision dans le sens des considérants. Les recourants se plaignent en substance d'une application arbitraire du Plan directeur cantonal des rives vaudoises du lac Léman et du plan directeur communal. Ils font également valoir une violation du principe de la proportionnalité et une inégalité de traitement ainsi qu'une mauvaise application de la législation fédérale relative à la protection contre le bruit. Par ordonnance du 24 février 2010, le Président de la Ire Cour de droit public a admis la requête d'effet suspensif des recourants.