Faits : A. Le 6 août 2013, A._ a été arrêté provisoirement par la police. Une instruction a été ouverte contre lui le lendemain pour meurtre (art. 111 CP). Il lui est en substance reproché d'avoir tué B._ le 7 juin 2013 en le précipitant du haut d'une falaise. B. Le 28 juillet 2015, le Tribunal des mesures de contrainte a ordonné la prolongation de la détention provisoire du prévenu pour une durée de trois mois, soit jusqu'au 28 octobre 2015. Saisie d'un recours, la Chambre pénale du Tribunal cantonal du Valais a confirmé cette décision par ordonnance du 8 septembre 2015. C. Par acte du 9 octobre 2015, A._ forme un recours en matière pénale. Il conclut à l'annulation de l'ordonnance cantonale et demande la récusation de la Chambre pénale du Tribunal cantonal, ordre étant donné au Tribunal cantonal de nommer un juge unique et un greffier suppléant neutres et indépendants pour juger à nouveau des conditions de la détention provisoire. Il demande par ailleurs à être mis au bénéfice de l'assistance judiciaire. Le Tribunal cantonal conclut au rejet du recours. Le recourant persiste dans ses conclusions.