Faits: A. Par avis inséré au Bulletin officiel du 19 octobre 2007, l'administration communale de Collombey-Muraz a mis à l'enquête publique une modification partielle du règlement communal des constructions et des zones (RCCZ) et du plan d'affectation des zones (PAZ), approuvés par le Conseil d'Etat le 7 juin 1995. Le dossier déposé au greffe communal était accompagné d'un rapport au sens de l'art. 47 de l'ordonnance du 28 juin 2000 sur l'aménagement du territoire (OAT; RS 700.1), expliquant qu'il s'agissait de mettre le RCCZ en conformité avec les bases légales en vigueur et de l'adapter afin d'améliorer la qualité de l'environnement bâti; le PAZ, quant à lui, devait subir quelques ajustements et redéfinitions, sans que la zone à bâtir ne soit étendue. Cette publication a suscité l'opposition commune de A._ et de B._. B._ est propriétaire de la parcelle n° 2499, située à environ 200 m au nord-est de Collombey-le-Grand, village inclus dans le périmètre de révision. Ce bien-fonds est grevé d'un droit de superficie distinct et permanent (immatriculé sous le n° 3977) en faveur de A._, qui exploite une raffinerie construite au début des années 1960. Le Conseil communal a écarté leurs griefs et, le 17 décembre 2007, l'assemblée primaire a adopté le projet que lui proposait l'exécutif communal. B. Le 11 février 2008, A._ et B._ ont recouru au Conseil d'Etat du canton du Valais contre la décision de l'assemblée primaire. Ces sociétés contestaient notamment la subdivision prévue du village de Collombey-le-Grand en une zone village II, avec un degré III de sensibilité au bruit (DS III) et en une zone extension village II, pourvue d'un DS II et d'une densité minimale (0.65). Invoquant la proximité de la raffinerie, elles critiquaient l'introduction d'un indice de plancher, la possibilité d'ériger des bâtiments hauts de 12 m 50 sans limitation du nombre d'étages, comme c'était le cas jusqu'ici (R + 2 + combles), de même que l'attribution d'un DS II à cette zone. Elles préconisaient d'y prévoir plutôt une réglementation semblable à celle de la commune voisine de Monthey, qui définissait un DS III dans une bande de terrain d'un km de large autour de son site industriel. Plusieurs services cantonaux ont été consultés dans le cadre de la procédure d'approbation des modifications du RCCZ et du PAZ, menée simultanément à celle du recours administratif. Le Service de la protection de l'environnement a émis un préavis positif. L'attribution d'un DS II à la zone extension village II correspondait au but que lui assignait le RCCZ - l'augmentation des possibilités d'habitations à proximité - et, dans cette mesure, aux exigences de l'art. 43 de l'ordonnance du 15 décembre 1986 sur la protection contre le bruit (OPB; RS 814.41). Ce service a en outre rappelé que la raffinerie devait être assainie et s'est opposé au déclassement en DS III de la zone extension village II. Le Service de la protection des travailleurs et des relations du travail a observé que l'augmentation du nombre d'habitants ou de commerces à proximité d'un site soumis à l'ordonnance du 27 février 1991 sur la protection contre les accidents majeurs (OPAM: RS 814.012) obligeait le propriétaire de l'entreprise concernée à réévaluer les scénarios d'accidents majeurs et, au besoin, à prendre des mesures de sécurité supplémentaires à ses frais. Ainsi lui paraissait-il indispensable que les "services cantonaux, les communes et autres instances concernées" mènent une discussion préalablement à la modification du PAZ. Le Service du développement territorial a proposé au Conseil d'Etat d'approuver les modifications partielles du RCCZ et du PAZ, à l'exception des modifications 4 et 7 du PAZ et sous réserve des remarques qu'il avait émises à propos de plusieurs articles du RCCZ. S'exprimant sur le recours formé par A._ et B._, le service a indiqué que la modification proposée ne compromettait nullement un développement futur de la raffinerie, dans la mesure où un besoin dûment établi pouvait justifier une adaptation ultérieure du PAZ. Par ailleurs, la subdivision du village de Collombey-le-Grand en une zone de village II, en DS III, et une zone extension village II, en DS II, n'allait pas péjorer la situation des sociétés précitées, puisqu'un DS II s'appliquait jusqu'ici au secteur couvert par ces deux zones. Le 24 novembre 2010, le Conseil d'Etat a approuvé la révision adoptée par l'assemblée primaire et rejeté simultanément le recours de A._ et B._. Ces dernières ont porté leur cause devant la Cour de droit public du Tribunal cantonal valaisan (ci-après: le Tribunal cantonal) qui, par arrêt du 8 avril 2011, a rejeté leur recours. Le Tribunal cantonal a considéré en substance que les principes régissant l'aménagement du territoire et la protection de l'environnement étaient respectés. C. 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 8 avril 2011 dans le sens où la décision du Conseil d'Etat du 24 novembre 2010 est annulée. Subsidiairement, les sociétés concluent à l'annulation de l'arrêt attaqué, la cause étant renvoyée au Tribunal cantonal pour nouvelle décision dans le sens des considérants. Les recourantes se plaignent pour l'essentiel d'une mauvaise application du droit fédéral en matière d'aménagement du territoire et de protection de l'environnement ainsi que d'une violation de la garantie de la propriété et de la liberté économique. Le Tribunal cantonal et le Conseil d'Etat renoncent à se déterminer sur le recours. Invité à prendre position, l'Office fédéral de l'environnement (ci-après: l'OFEV) estime que l'arrêt attaqué respecte la législation fédérale sur la protection contre le bruit. Dans leur réplique du 3 octobre 2011, les recourantes contestent les observations de l'OFEV. Par ordonnance du 24 juin 2011, le Président de la Ire Cour de droit public a rejeté la requête d'effet suspensif contenue dans le recours.