Faits:
A. Les Chemins de fer fédéraux suisses (ci-après: les CFF) sont propriétaires de la parcelle n° 442 du registre foncier de la commune de Gland (ci-après: la commune). Ce bien-fonds d'une surface de 82'848 m2 est classé dans la zone industrielle A régie par les art. 34 à 39 du règlement communal sur le plan d'extension et la police des constructions, adopté le 14 décembre 2006 par le Conseil communal de Gland (RPE). La partie septentrionale de la parcelle n° 442 est comprise dans le périmètre du plan partiel d'affectation "La Ballastière". La partie méridionale a fait l'objet de plusieurs droits de superficie (droits distincts et permanents - DDP) concédés par les CFF à des tiers, dont celui portant le n° 1047 octroyé à la société B._, pour une surface de 5'090 m2.
La société A._, dont le but social est le tri et la revalorisation de tout déchet de chantier et industriel, exploitait un centre de tri de déchets de chantier sur le site de la Ballastière. Le 5 février 2008, le Service des eaux, sols et assainissement du canton de Vaud (ci-après: le SESA) a exigé que les installations soient mises en conformité avec les dispositions relatives notamment à la protection des eaux.
En septembre 2009, B._ et A._ ont demandé l'octroi d'un permis de construire, en vue de la création, sur le terrain faisant l'objet du DDP n°1047, d'un centre de tri et de transfert de déchets. Le projet consisterait à remblayer une fosse de rétention existante, à construire des halles de tri, des abris couverts, un local de réception et un pesage. Il s'agirait en outre d'aménager une installation de transfert des ordures ménagères, collectées dans la région, et conditionnées dans des bennes spéciales, qui seraient ensuite convoyées en train jusqu'à l'usine Tridel à Lausanne. Le dossier, comprenant des plans et un rapport d'impact sur l'environnement du 3 septembre 2009, a été mis à l'enquête publique du 16 avril au 17 mai 2010. Il a suscité cinq oppositions. La Centrale des autorisations du Département des infrastructures du canton de Vaud a produit la synthèse des avis des services cantonaux concernés (synthèse CAMAC n°99627). Selon ce document, le SESA, l'Etablissement cantonal d'assurance contre l'incendie et les éléments naturels ainsi que le Service des forêts, de la faune et de la nature ont délivré les autorisations spéciales requises, en les assortissant de diverses charges et conditions. Les autres services consultés ont émis des remarques et observations.
Le 11 octobre 2010, le Département de l'économie du canton de Vaud a rendu sa décision finale relative à l'étude d'impact sur l'environnement. Il a admis une opposition, levé les autres et habilité la Municipalité de Gland (ci-après: la Municipalité) à délivrer le permis de construire assorti des conditions posées par les services de l'Etat et des prescriptions techniques réservées par les CFF, tout en réservant l'octroi ultérieur de l'autorisation d'exploiter. Mise à l'enquête publique du 15 octobre au 15 novembre 2010, cette décision a suscité deux oppositions.
B. Le 25 février 2011, la Municipalité de Gland a rejeté la demande de permis de construire, au motif que le projet ne serait pas conforme à l'art. 36 RPE, régissant la distance minimale entre la façade d'un bâtiment industriel et la limite de la propriété voisine. En outre, la Municipalité s'est référée à l'art. 77 de la loi cantonale sur l'aménagement du territoire et les constructions du 4 décembre 1985 (LATC; RSV 700.11), en lien avec une étude en cours, en vue de l'adoption du plan partiel d'affectation "La Combaz" (PPA).
C. A._ et B._ ont recouru contre cette décision auprès de la Cour de droit administratif et public du Tribunal cantonal du canton du Vaud (ci-après: le Tribunal cantonal). Celle-ci a procédé à une inspection locale en présence des parties, le 5 octobre 2011. Par arrêt du 20 octobre 2011, le Tribunal cantonal a admis le recours, annulé la décision du 25 février 2011 et renvoyé la cause à la Municipalité pour octroi du permis de construire.
D. Agissant par les voies du recours en matière de droit public et du recours constitutionnel subsidiaire, la commune de Gland demande au Tribunal fédéral d'annuler cet arrêt et de confirmer sa décision du 25 février 2011 refusant le permis de construire susmentionné.
Le Tribunal cantonal renonce à se déterminer. A._ et B._ concluent au rejet du recours en matière de droit public et à l'irrecevabilité du recours constitutionnel subsidiaire. Par courrier du 13 février 2012, la recourante renonce à présenter des observations complémentaires.
E. Par ordonnance du 16 janvier 2012, le Juge présidant de la Ire Cour de droit public a admis la requête d'effet suspensif, présentée par la recourante.
Considérant en droit:
1. Dirigé contre une décision prise en dernière instance cantonale (art. 86 al. 1 let. d LTF) dans le domaine du droit public de l'aménagement du territoire et des constructions (art. 82 let. a LTF), le recours est en principe recevable comme recours en matière de droit public selon les art. 82 ss LTF, aucune des exceptions prévues à l'art. 83 LTF n'étant réalisée. Selon l'art. 89 al. 2 let. c LTF, les communes et autres collectivités publiques ont qualité pour recourir en invoquant la violation de garanties qui leur sont reconnues par les Constitutions cantonale ou fédérale. La commune de Gland, qui invoque l'autonomie dont elle bénéficie en matière d'octroi des permis de construire, a ainsi qualité pour agir. La question de savoir si elle est réellement autonome dans ce domaine relève du fond (ATF 135 I 43 consid. 1.2 p. 45 et les arrêts cités).
A teneur de l'art. 99 LTF, aucun fait nouveau ni preuve nouvelle ne peut être présenté à moins de résulter de la décision de l'autorité précédente. Les pièces produites par la commune, dont une mise à jour du projet de plan partiel d'affectation "La Combaz" datée du 17 octobre 2011, ne figuraient pas dans le dossier cantonal lorsque le Tribunal cantonal a statué le 20 octobre 2011. Elles ne peuvent dès lors résulter de l'arrêt attaqué. Il n'en sera donc pas tenu compte dans la présente procédure.
Pour le surplus, les conditions de recevabilité étant réunies, la voie du recours en matière de droit public est ouverte, ce qui entraîne l'irrecevabilité du recours constitutionnel subsidiaire (art. 113 LTF).
2. La recourante reproche aux juges cantonaux d'avoir retenu arbitrairement qu'il ne pouvait être fait application de l'art. 77 LATC, fût-ce à titre subsidiaire, au moment de la décision de refus du permis de construire. En cela, elle se prévaut également de l'autonomie communale dont elle dispose en matière d'établissement des plans d'affectation. En réalité, les griefs de l'application arbitraire de l'art. 77 LATC et de la violation de l'autonomie communale se confondent et doivent être examinés ensemble.
2.1 Appelé à revoir l'interprétation d'une norme de droit cantonal ou de droit communal sous l'angle de l'arbitraire, le Tribunal fédéral ne s'écarte de la solution retenue par l'autorité cantonale de dernière instance que si celle-ci apparaît insoutenable, en contradiction manifeste avec la situation effective, adoptée sans motifs objectifs et en violation d'un droit certain. En revanche, si l'application de la loi défendue par l'autorité cantonale ne s'avère pas déraisonnable ou manifestement contraire au sens et au but de la disposition ou de la législation en cause, cette interprétation sera confirmée, même si une autre solution - éventuellement plus judicieuse - paraît possible (ATF 137 I 1 consid. 2.4 p. 5 et les arrêts cités).
2.2 Intitulé "plans et règlements en voie d'élaboration", l'art. 77 LATC prévoit que le permis de construire peut être refusé par la municipalité lorsqu'un projet de construction, bien que conforme à la loi et aux plans et aux règlements, compromet le développement futur d'un quartier ou lorsqu'il est contraire à un plan ou à un règlement d'affectation communal ou intercommunal envisagé, mais non encore soumis à l'enquête publique. Le refus du permis de construire sur la base de l'art. 77 LATC s'apparente à une mesure provisionnelle qui doit empêcher que la réalisation d'un projet conforme à une réglementation devenue inadaptée ne compromette la révision de cette dernière (arrêt du Tribunal administratif vaudois du 23 février 1996, in RDAF 1996, p. 479).
Comme d'autres restrictions à la garantie de la propriété, une telle mesure doit reposer sur l'intérêt public (art. 36 al. 2 Cst.) et respecter le principe de la proportionnalité (art. 36 al. 3 Cst.). Pour répondre à l'intérêt public, l'application de l'art. 77 LATC suppose que l'intention de réviser la réglementation en vigueur ait fait l'objet d'un début de concrétisation et repose sur des motifs objectifs: il faut que l'autorité compétente ait procédé, au moins à quelques études préliminaires mettant en évidence les problèmes d'affectation et les solutions envisageables pour les résoudre. Les circonstances de fait ou la situation juridique doivent en outre s'être sensiblement modifiées depuis l'adoption de la planification en vigueur pour qu'une adaptation de celle-ci paraisse nécessaire conformément à l'art. 21 al. 2 de la loi du 22 juin 1979 sur l'aménagement du territoire (LAT; RS 700; arrêt du Tribunal fédéral 1C_197/2009 du 28 août 2009 consid. 5.1). La révision doit de surcroît répondre à un réel besoin de planification (cf. arrêt cantonal précité, in RDAF 1996, p. 480).
Quant au principe de la proportionnalité, il exige qu'une mesure fondée sur l'art. 77 LATC ne s'étende pas dans le temps au-delà de ce qui est nécessaire. Il implique aussi qu'une interdiction de bâtir ne doit pas paralyser un projet qui ne compromet pas la planification envisagée (arrêt cantonal précité, in RDAF 1996, p. 480).
2.3 En l'espèce, le Tribunal cantonal a d'emblée relevé que les intimées bénéficiaient d'un droit de superficie qui ne s'éteindra qu'en 2035.
La cour cantonale a ensuite opéré une pesée des intérêts en présence. Elle a d'abord relevé l'intérêt privé des intimées pour un projet d'utilité publique d'avoir un centre de tri pendant seize ans qui réponde à un besoin régional et qui soit sis à un endroit idoine à proximité d'une voie de chemin de fer. Elle a aussi souligné que la recherche de solutions alternatives (notamment sur la parcelle n° 436) n'avait, en l'état, pas abouti. Après s'être rendue sur place, elle a également constaté que l'atteinte alléguée par la commune au développement futur du site était très atténuée par la distance de plusieurs centaines de mètres séparant l'installation du centre de tri des premiers bâtiments d'habitation prévus par le PPA "La Combaz" et par la présence d'un espace boisé qui ferait en plus écran. Elle a encore souligné que, pour le cas où le PPA serait réalisé selon le calendrier prévu (soit, s'agissant du DDP n°1047, en 2027 au plus tôt), resterait envisageable la possibilité de démanteler le centre de tri après une quinzaine d'années d'exploitation, et de le déplacer plus à l'ouest, comme le souhaite la Municipalité. Elle a jugé qu'en l'état, il n'était pas possible d'admettre que la création du centre de tri compromettrait la mise en ?uvre, dans un délai lointain, d'une planification qui ne paraissait en elle-même pas incompatible avec le voisinage de l'ouvrage projeté; à cela s'ajoutait le fait qu'empêcher, pendant une période transitoire de seize ans, toute utilisation du terrain pour une affectation conforme à la destination de la zone industrielle A, porterait une atteinte disproportionnée aux droits des intimées et des CFF.
2.4 La commune ne remet pas véritablement en cause ce raisonnement. Elle se borne d'abord à faire valoir que le délai fixé à l'année 2027 par la notice d'impact sur l'environnement n'est pas impératif, dès lors qu'il n'est prévu ni par le projet de PPA ni par le projet de règlement. Cet élément, auquel l'instance précédente fait d'ailleurs référence en utilisant le conditionnel, n'est toutefois pas en mesure de modifier la pesée des intérêts opérée par celle-ci.
La recourante se contente ensuite d'affirmer qu'un projet de centre de tri et de transfert de déchets sur le DDP n° 1'047 ne peut être autorisé car il serait contraire aux intentions de la future planification et incompatible avec un secteur d'habitations et d'"activités moyennement gênantes". Elle allègue que son refus tend à assurer une cohérence urbanistique et se fonde sur le plan directeur communal de 2006, à un moment où l'exécution des lignes directrices du schéma directeur communal sont concrétisées par la procédure concrète et les études déjà achevées en vue de la légalisation du PPA "La Combaz" et de son règlement.
Ce grief ne parvient cependant pas à mettre en doute la pesée des intérêts opérée par le Tribunal cantonal. En effet, selon le PPA "La Combaz", la partie de la parcelle n° 442 correspondant au DDP n° 1047 - désigné sous la lettre B2 - et le secteur qui la jouxte - désigné sous la lettre B1 - seraient affectés non pas au "périmètre de construction mixte", mais au "périmètre de construction pour activités". Or, l'art. 6 du projet de règlement du PPA "La Combaz" précise que le "périmètre de construction pour activités" ne comprend que des activités moyennement gênantes, au contraire du "périmètre de construction mixte" qui comprend au minimum 80 % de logement, le pourcentage restant pouvant être affecté à des activités ou des commerces non gênants. Il ne s'agit donc pas de construire des habitations dans cette partie du périmètre du PPA.
La commune ne convainc pas plus lorsqu'elle affirme qu'elle a sollicité les CFF, propriétaires de la parcelle n° 436, de recevoir sur ce bien-fonds le projet de tri et de transfert de déchets. En effet, il ressort de l'arrêt attaqué que les recherches de solutions alternatives, notamment sur le terrain n° 436, n'ont pas abouti en l'état.
La recourante avance enfin, sans toutefois le démontrer, que l'atteinte à la garantie de la propriété découlant du refus d'autorisation serait conforme au principe de la proportionnalité, en raison du fait que la future planification serait sur le point d'être adressée au département cantonal compétent pour examen préalable. Fût-elle recevable, cette allégation nouvelle n'est cependant pas susceptible d'établir que l'interdiction de bâtir ne s'étendra pas dans le temps au-delà de ce qui est nécessaire.
2.5 Partant, c'est à bon droit que le Tribunal cantonal a considéré que la paralysie des droits de bâtir provoquée par l'art. 77 LATC pendant une période de seize ans au moins (si le calendrier prévu est respecté) était disproportionnée en l'espèce, vu l'objectif lointain de la commune de planification. Cela est d'autant plus pertinent que ni l'affectation de la zone, ni les règles de la police des constructions n'empêchent une telle installation à cet endroit. Dans ces circonstances, la cour cantonale pouvait considérer sans arbitraire que la pesée des intérêts en présence, fondée sur des éléments de fait qui ne sont pas contestés par la recourante, commandait d'écarter l'objection au projet fondée sur l'art. 77 LATC.
3. Il s'ensuit que le recours en matière de droit public doit être rejeté. Il n'y a pas lieu de percevoir de frais judiciaires, la recourante ayant agi dans l'exercice de ses attributions officielles sans que son intérêt patrimonial soit en cause (art. 66 al. 4 LTF). La commune de Gland versera néanmoins une indemnité à titre de dépens aux intimées, qui obtiennent gain de cause avec l'assistance d'un avocat (art. 68 al. 1 LTF). Il n'y a pas lieu d'allouer de dépens aux CFF qui ont renoncé à se déterminer.
Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1. Le recours constitutionnel subsidiaire est déclaré irrecevable.
2. Le recours en matière de droit public est rejeté.
3. Il n'est pas perçu de frais judiciaires.
4. Une indemnité de 2'000 francs est allouée aux intimées à titre de dépens, à la charge de la commune de Gland.
5. Le présent arrêt est communiqué aux mandataires des parties, aux CFF et à la Cour de droit administratif et public du Tribunal cantonal du canton de Vaud.
Lausanne, le 27 avril 2012
Au nom de la Ire Cour de droit public
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: Fonjallaz
La Greffière: Tornay Schaller