Faits : A. A._, ressortissant suisse né en 1966, est en détention provisoire depuis le 1er janvier 2014, sous les préventions d'actes d'ordre sexuel avec des enfants (art. 187 ch. 1 CP) et viol (art. 190 CP). Il lui est notamment reproché d'avoir entretenu plusieurs relations sexuelles complètes avec B._, née en 1998, fille cadette de son ex-amie avec laquelle il a cohabité entre le début de l'année 2007 et août 2012. Interrogé le 31 janvier 2014, le prévenu a dans un premier temps contesté avoir touché cet enfant avant de reconnaître avoir commis des attouchements (sur les seins, le sexe, le vagin et au niveau du derrière) durant le second semestre 2011 et avoir fini par entretenir des relations sexuelles complètes avec elle, trois à cinq fois. Le 19 février 2014, le prévenu a situé le début de ses agissements en août ou septembre 2011 et a chiffré à deux, pas plus, le nombre de relations sexuelles complètes. Le 20 mars 2014, le prévenu a confirmé avoir procédé à divers attouchements sur la victime et a admis avoir entretenu trois à cinq relations sexuelles complètes jusqu'à éjaculation; il a cependant réfuté les autres accusations formulées par la victime, notamment le fait que ses agissements auraient débuté en 2007 déjà et qu'il aurait parfois fait usage de la force pour parvenir à ses fins. B. Le rapport d'expertise psychiatrique du prénommé établi le 25 mai 2014 par le Dr C._ a posé le diagnostic d'un trouble du développement mental de sévérité moyenne. L'expert a qualifié de " faible " le risque de passage à l'acte sexuel et de " faible à moyen " le risque de passage à l'acte agressif violent. Selon l'expert, le prévenu souffre d'un trouble du développement mental de sévérité moyenne; au moment des faits, il présentait également un diagnostic de trouble de l'adaptation d'intensité moyenne. C. Le 10 juin 2014, le Tribunal des mesures de contrainte (Tmc) a prolongé la détention provisoire de A._. Le Juge unique de la Chambre pénale du Tribunal cantonal valaisan (ci-après: le Tribunal cantonal) a confirmé cette décision par ordonnance du 30 juin 2014 et le recours du prévenu contre cette ordonnance a été rejeté par arrêt du Tribunal fédéral du 28 juillet 2014 (arrêt 1B_248/2014). Relevant qu'il existait des charges suffisantes à l'encontre du prénommé, le Tribunal fédéral a considéré que le maintien en détention était justifié en raison du risque de réitération; les mesures de substitution proposées par l'intéressé ne permettaient pas en l'état d'exclure ce risque. Le Tmc a par la suite ré gulièrement prolongé la détention provisoire de l'intéressé, la dernière fois le 16 mars 2015; le Tmc soulignait que, au vu du rapport du 16 décembre 2014 des médecins du Service de médecine pénitentiaire (SMP), il n'était pas possible d'affirmer que le suivi psychothérapeutique initié en juillet 2014 avait commencé à produire des effets. Par ordonnance du 13 avril 2015, le Tribunal cantonal a confirmé la décision du Tmc. D. Agissant par la voie du recours en matière pénale, A._ demande au Tribunal fédéral d'annuler la décision de l'instance précédente et d'ordonner sa mise en liberté immédiate moyennant des mesures de substitution (obligation de se soumettre à un traitement médical auprès du Centre de compétences en psychiatrie et psychothérapie [CCPP]; interdiction d'entretenir toute relation avec la victime et sa famille). A titre subsidiaire, il conclut au renvoi de la cause à l'instance précédente pour nouvelle décision. Il conclut également au bénéfice de l'assistance judiciaire. Le Tribunal cantonal et le Ministère public se sont référés aux considérants de l'ordonnance entreprise. Le recourant a fait parvenir un courrier du SMP daté du 11 mai 2015.