Faits:
A. Florian Lachat, entrepreneur jurassien amateur de sports automobiles, souhaite réaliser dans le canton du Jura un centre de formation et de sécurité routière, également destiné au loisir (Centre Safety Car). Pour mener à bien son projet, il a pris contact à partir de 2004 avec les différents services compétents de l'Etat.
Selon le cahier des charges du promoteur, tel que donné au bureau d'ingénieurs RWB SA à Porrentruy pour identifier et analyser une série d'emplacements potentiels dans le canton du Jura, le site qui devrait accueillir le circuit automobile doit s'étendre sur au moins quinze hectares, être accessible depuis le réseau routier jurassien, à maximum dix kilomètres d'une jonction autoroutière, être suffisamment éloigné de toute zone d'habitation pour ne pas générer de nuisances sonores conséquentes, se situer en dehors de toute zone de protection de la faune, de la flore et du paysage et ne pas porter atteinte à un point de vue particulier. Il doit également se trouver hors de toute zone à vocation spécifiquement touristique et ne pas avoir pour conséquence un afflux important de trafic dans un secteur sensible d'une localité.
Dix-huit sites susceptibles d'accueillir le centre Safety Car ont ainsi été identifiés sur l'ensemble du territoire cantonal et comparés. Sur la base des appréciations émises par les autorités cantonales et les premiers contacts pris avec les autorités communales et les propriétaires fonciers, quatre emplacements ont été retenus, parmi lesquels le site Sur la Charmille, sur la commune de Vendlincourt.
Par la suite, trois des quatre sites ont été éliminés pour diverses raisons. Le site n° 4, Vies de Bure, sur la commune de Buix et à proximité d'une place d'armes, a été écarté en raison de la très vive opposition de l'un des exploitants des terres agricoles où le projet devait se concrétiser. S'agissant du site n° 9, Grands Champs 1 à Courtemaîche, aucune surface agricole suffisamment importante n'a pu être décelée dans la région pour permettre de développer une proposition d'échange pour les propriétaires et exploitants du site, condition sine qua non à la réalisation du projet. Il a également fallu abandonner le site n° 17, Combe de Nalé à Chevenez, faute de terrains disponibles en raison d'un contentieux entre le propriétaire terrien et l'un de ses fermiers. Le site n° 15, Sur la Charmille, disposait quant à lui des atouts les plus importants au niveau des nuisances potentielles liées au bruit et des dédommagements à trouver pour les milieux de l'agriculture, mais posait problème au niveau des eaux.
Lors de sa séance du 13 décembre 2005, le Gouvernement jurassien s'est montré favorable à la poursuite de l'étude du projet, estimant que l'infrastructure en question était opportune et compatible avec l'image du canton, particulièrement celle de l'Ajoie, et constituait une réponse pertinente à la Stratégie 2002 du Conseil fédéral en matière de sécurité routière, tout en entrant dans le cadre de l'utilisation du solde excédentaire des surfaces d'assolement cantonales.
B. Une fois le site Sur la Charmille définitivement retenu, le projet a été présenté à la population de Vendlincourt pour la première fois en novembre 2005. Par la suite, plusieurs autres assemblées d'information ont eu lieu.
Le plan spécial Sur la Charmille destiné à permettre la concrétisation du projet de Florian Lachat a fait l'objet d'un rapport d'examen préalable du Service cantonal de l'aménagement du territoire (ci-après: le SAT) le 25 juin 2007.
Le dépôt public du plan spécial a eu lieu du 30 août au 28 septembre 2007. Il a fait l'objet de quatorze oppositions, émanant principalement d'habitants de Vendlincourt, de la Fondation suisse pour la protection et l'aménagement du paysage, d'Helvetia Nostra ainsi que des milieux agricoles.
La population de Vendlincourt a adopté le plan spécial Sur la Charmille en votation populaire le 3 février 2008, par 228 voix contre 150.
Le SAT a approuvé le plan spécial le 30 juin 2008, rejetant les treize oppositions qui subsistaient.
C. Helvetia Nostra, Jean-Marc Christe, Catherine Boinay, Nadine Boinay, Raoul et Gertrude Challet, Bernard Hengy, Jean-Michel Falbriard, Maryline Wermeille, Elisabeth Bermon et Marianne Migy ont interjeté recours auprès de la Chambre administrative du Tribunal cantonal du canton du Jura (ci-après: le Tribunal cantonal) contre la décision d'approbation du SAT. La commune de Vendlincourt ainsi que Florian Lachat ont été appelés en cause. Une visite des lieux suivie d'une audience des débats a eu lieu le 25 février 2009.
De nombreuses personnes domiciliées en Ajoie, mais également ailleurs en Suisse, ont spontanément écrit au Tribunal cantonal pour faire part de leur opposition au projet de circuit automobile. La Charmille, l'association des opposants au Safety Car, a en outre produit le 16 avril 2009 cent cinquante-sept cartes postales signées par des habitants du district de Porrentruy signifiant leur désaccord avec le projet.
Par arrêt du 18 juin 2009, le Tribunal cantonal a rejeté le recours dans la mesure où il était recevable et modifié comme suit l'art. 5 al. 1, 2ème phrase, des prescriptions du plan spécial: "La compétition et les manifestations sportives en rapport avec les sports motorisés sont interdites". La décision attaquée a été confirmée pour le surplus. La cour cantonale a considéré pour l'essentiel que le site Sur la Charmille remplissait toutes les exigences posées par la fiche 3.23 du plan directeur cantonal pour les installations touristiques et de loisirs; le projet ne dérogeait donc pas à ce plan. Il était par conséquent sans importance qu'il ne soit pas mentionné en tant que tel et localisé sur le plan et il n'était de ce fait pas nécessaire d'adapter le plan directeur cantonal. Les exigences posées par la législation fédérale en matière de surfaces d'assolement et de protection des eaux souterraines étaient notamment respectées. En bref, ce n'était qu'au terme d'une pesée de tous les intérêts en présence conforme au droit fédéral que les services de l'Etat avaient donné leur accord à la mise en oeuvre d'un plan spécial Sur la Charmille, plutôt qu'ailleurs dans le canton.
D. Agissant par la voie du recours en matière de droit public, Helvetia Nostra, Jean-Marc Christe, Catherine Boinay, Nadine Boinay, Raoul et Gertrude Challet, Bernard Hengy et Jean-Michel Falbriard demandent au Tribunal fédéral d'annuler l'arrêt du Tribunal cantonal du 18 juin 2009 ainsi que la décision d'approbation du SAT du 30 juin 2008 et la décision de la commune de Vendlincourt adoptant le plan spécial Sur la Charmille. Ils se plaignent en substance d'une mauvaise application de la législation fédérale relative à la protection de l'environnement et d'une violation des prescriptions en matière d'aménagement du territoire.
Le Tribunal cantonal conclut au rejet du recours et à la confirmation de son arrêt. Le SAT confirme sa position sur le dossier et demande le rejet du recours. La commune de Vendlincourt demande au Tribunal fédéral de débouter les recourants de toutes leurs conclusions. Florian Lachat conclut au rejet du recours dans la mesure où il est recevable.
Invité à se déterminer, l'Office fédéral de l'environnement estime que le projet ne remplit pas les exigences du droit fédéral en matière de protection du paysage, de la nature et des eaux souterraines. L'Office fédéral du développement territorial constate que le projet ne respecte pas les exigences de la planification directrice, que les intérêts privés et publics invoqués en faveur du projet ne sont pas prépondérants par rapport à l'intérêt public à la sauvegarde de 15 ha de surfaces d'assolement et que le projet ne correspond ni à une utilisation mesurée du sol, ni à un développement durable; subsidiairement, les aspects de protection du paysage n'ont vraisemblablement pas été pris en compte de manière adéquate. L'Office fédéral de l'agriculture considère que le plan sectoriel fédéral des surfaces d'assolement présente un aspect national, ce qui a été ignoré par les autorités cantonales, que les données du plan directeur cantonal ne sont pas respectées, qu'il n'y a pas eu de véritable pesée des intérêts et, enfin, que des hypothèses et des argumentations en partie fallacieuses auraient été avancées. Les Offices fédéraux ont par la suite confirmé leurs prises de position.
Les recourants ont répliqué le 30 août 2010; ils demandent l'admission de leur recours et le rejet du projet d'un circuit automobile à Vendlincourt. Le SAT a déposé ses observations relatives aux déterminations des Offices fédéraux; il relève que le projet est conforme au plan directeur cantonal, qu'il y a eu une véritable pesée des intérêts, que l'intérêt majeur des surfaces d'assolement a été pris en compte dans la pesée des intérêts, que les intérêts privés et publics identifiés plaident en faveur du projet, qu'il n'y a aucun conflit avec la protection de la nature et du paysage, que la protection des eaux souterraines est garantie par des mesures appropriées, que l'utilisation du sol est mesurée par rapport au type de projet et que les aspects de développement durable présentent un bilan équilibré. Florian Lachat et la commune de Vendlincourt ont dupliqué et confirmé leurs conclusions.
Par ordonnance du 23 septembre 2009, le Président de la Ire Cour de droit public a admis la requête d'effet suspensif des recourants.
Considérant en droit:
1. Le recours est dirigé contre un arrêt rendu en dernière instance cantonale confirmant une décision d'approbation d'un plan d'affectation spécial, au sens des art. 14 ss LAT. Le recours est dès lors en principe recevable comme recours en matière de droit public selon les art. 82 ss LTF et 34 al. 1 de la loi fédérale du 22 juin 1979 sur l'aménagement du territoire (LAT; RS 700), aucune des exceptions prévues à l'art. 83 LTF n'étant réalisée (cf. ATF 135 II 22 consid. 1.1 p. 24).
1.1 Helvetia Nostra est reconnue comme une association d'importance nationale vouée à la protection de l'environnement, de la nature et du paysage (cf. ch. 9 de l'annexe à l'ordonnance relative à la désignation des organisations habilitées à recourir dans les domaines de la protection de l'environnement ainsi que de la protection de la nature et du paysage [ODO; RS 814.076]); à ce titre, elle a la qualité pour agir par la voie du recours en matière de droit public contre le plan d'affectation spécial litigieux (art. 89 al. 2 let. d LTF en relation avec les dispositions des lois spéciales).
La qualité pour agir des autres recourants, qui sont tous domiciliés à Vendlincourt mais sans être propriétaires de parcelles situées à l'intérieur du périmètre du projet, peut dès lors rester indécise, comme elle l'a été devant le Tribunal cantonal.
1.2 Pour le surplus, les autres conditions de recevabilité sont remplies, si bien qu'il y a lieu d'entrer en matière.
2. Dans un grief qu'il convient d'examiner en premier lieu, les recourants font valoir que la procédure qui a conduit au choix du site de Vendlincourt n'est pas conforme aux prescriptions en matière d'aménagement du territoire. La fiche 3.23 du plan directeur cantonal relative aux grandes installations touristiques et de loisirs, sur laquelle se base le projet litigieux, ne contient pas de carte et n'indique de ce fait pas de localisation précise pour ces installations. Le plan directeur serait dès lors lacunaire, puisqu'il doit indiquer les endroits où des installations importantes avec des répercussions considérables sur le territoire et sur l'environnement peuvent être implantées. Dans le cas particulier, où il s'agit du circuit automobile le plus important de Suisse, une installation à forte fréquentation avec des milliers de voitures de sport qui viendraient de très loin et même de l'étranger, c'est au niveau du plan directeur que le choix du site aurait dû être fait.
Le Tribunal cantonal a considéré que la fiche 3.23 énumérait un certain nombre de principes pour déterminer la localisation des grandes installations touristiques et de loisirs et que, dans le cas d'espèce, la recherche de site s'était faite au niveau suprarégional, en étroite collaboration avec les autorités cantonales; le site Sur la Charmille n'avait été retenu qu'après une pesée de tous les intérêts en présence. Le projet litigieux remplissait toutes les exigences posées par le plan directeur et il fallait admettre que la fiche 3.23 était suffisamment détaillée pour servir de base à l'implantation dans le canton du Jura d'un projet à incidence spatiale, en dépit de l'absence de localisation précise. Il n'était dès lors pas nécessaire d'adapter le plan directeur cantonal, que ce soit préalablement ou postérieurement à l'adoption du plan spécial.
Appelé à se déterminer, l'Office fédéral du développement territorial a estimé que l'ampleur et les impacts du projet litigieux rendaient nécessaire son traitement dans le plan directeur et que l'existence de la fiche 3.23, qui se bornait à fixer les principes généraux pour les installations de tourisme et de loisir, ne permettait pas de passer outre à cette obligation. Les impacts du projet touchant plusieurs communes (bruit, augmentation du trafic, risque de pollution des eaux souterraines par ex.), le traitement dans le plan directeur s'imposait d'autant plus.
3. 3.1 L'aménagement du territoire vise à assurer une utilisation judicieuse du sol et une occupation rationnelle du territoire (art. 1 LAT). Pour garantir une gestion cohérente de l'espace dans sa globalité, le système suisse est organisé selon une construction pyramidale ("Stufenbau"), dans laquelle chacun des éléments (en particulier le plan directeur, le plan d'affectation et l'autorisation de construire) remplit une fonction spécifique. Les plans directeurs des cantons (art. 6 à 12 LAT) indiquent les moyens de coordonner les activités qui ont des effets sur l'organisation du territoire (art. 8 LAT). Les plans d'affectation (art. 14 ss LAT) règlent le mode d'utilisation du sol (art. 14 al. 1 LAT); ils devront donc concorder avec les plans directeurs (art. 2 al. 1 et 9 al. 1 LAT). Quant à la procédure d'autorisation de construire, elle a pour fonction de contrôler la conformité des projets aux normes de la zone concernée; elle concrétise le plan d'affectation de cas en cas. Les plans directeurs et les plans d'affectation se complètent: les premiers permettent de mettre en évidence les interdépendances en temps utile et dans toute leur ampleur; ils doivent montrer comment il faut faire concorder les activités qui influent sur l'organisation du territoire, au niveau national, régional et cantonal. Les seconds règlent le mode d'utilisation de chaque parcelle, de façon contraignante pour les propriétaires (cf. Message du 27 février 1978 concernant la LAT, FF 1978 I 1007, p. 1013, 1019 s.; PIERMARCO ZEN-RUFFINEN / CHRISTINE GUY-ECABERT, Aménagement du territoire, construction, expropriation, 2001, p. 64 et 88; PIERRE MOOR, Commentaire LAT, 2010, n. 50 s. ad art. 14 LAT).
3.2 Le droit fédéral ne comporte que peu d'indications quant au contenu du plan directeur. Celui-ci doit au moins définir la façon de coordonner les activités qui ont des effets sur l'organisation du territoire, compte tenu du développement souhaité (art. 8 let. a LAT). Il présente les résultats des études d'aménagement cantonales et l'état de la collaboration avec la Confédération, les cantons voisins et les régions limitrophes des pays voisins, dans la mesure où ces éléments influent de manière sensible sur le développement spatial souhaité; il détermine l'orientation future de la planification et précise notamment les exigences à respecter lors de l'affectation du sol (art. 5 al. 1 de l'ordonnance du 28 juin 2000 sur l'aménagement du territoire [OAT; RS 700.1]). Le plan directeur traite des questions d'importance cantonale ou supracommunale ou qui nécessitent une coordination importante. Relèvent notamment du plan directeur les conflits importants entre différents intérêts relatifs à l'utilisation du sol et les projets déployant des effets considérables sur l'occupation du territoire, l'utilisation du sol ou l'environnement ou nécessitant un effort de coordination (OFFICE FÉDÉRAL DE L'AMÉNAGEMENT DU TERRITOIRE, Le plan directeur cantonal, Guide de la planification directrice / Directives en vertu de l'art. 8 OAT, 1997, p. 26). La planification directrice a ainsi pour objet la coordination globale de toutes les activités à incidence spatiale et elle seule est en mesure de traiter de tâches d'aménagement qui s'étendent au-delà du niveau local et concernent plusieurs domaines (PIERRE TSCHANNEN, Commentaire LAT, 2010, n. 26 ad art. 2 LAT).
Le plan directeur reste en principe réservé "lorsqu'il s'agit de projets qui ne peuvent s'insérer dans la planification que s'ils passent par l'échelon du plan directeur" (ATF 119 Ia 362 consid. 4a). Une telle réserve devrait avant tout concerner la délimitation de territoires pour des affectations qui dépassent le simple cadre local, comme pour des centres commerciaux et des installations de loisirs, des territoires à protéger, des gravières ou des décharges (TSCHANNEN, Commentaire LAT, n. 31 ad art. 2 LAT; BERNHARD WALDMANN / PETER HÄNNI, Raumplanungsgesetz, 2006, n. 22 ad art. 2 LAT). En d'autres termes, le degré de précision d'un plan directeur cantonal doit être établi en fonction des impératifs de coordination et d'orientation que son objet lui impose pour assurer une mise en oeuvre efficace. Ce n'est donc pas la nature juridique d'un acte de planification qui est déterminante pour le choix du niveau de décision, mais les caractéristiques propres de l'objet à planifier, en particulier celles des conflits qu'il est de nature à faire naître et des solutions adéquates qui peuvent y être apportées dans la perspective d'une appréhension globale. Cela justifie que l'on puisse exiger un plan d'affectation en lieu et place d'une autorisation de construire, ou qu'une localisation précise soit fixée par un plan directeur et non par un plan d'affectation (MOOR, op. cit., n. 60 s. ad art. 14 LAT).
Le plan directeur devrait ainsi faire mention des projets spécifiques lorsqu'ils ont des effets importants sur l'organisation du territoire, par exemple parce qu'ils présentent une emprise au sol importante, qu'ils sont sources d'immissions considérables ou encore qu'ils génèrent un fort trafic et requièrent un équipement lourd. Tel est notamment le cas des grands domaines skiables, des terrains de golf, des grands stades ou encore des pistes de motocross (SAMUEL KISSLING, Les activités de loisirs hors de la zone à bâtir, in Territoire & Environnement, mai n° 3/09, p. 3; THOMAS WIDMER DREIFUSS, Planung und Realisierung von Sportanlagen, 2002, p. 114). Ces projets à incidence spatiale déploient des effets extraordinaires sur le régime d'affectation du sol, l'équipement et l'environnement. Ils doivent dès lors être abordés dans le processus de la planification directrice lorsqu'ils remplissent l'un des critères suivants: sur le plan spatial, l'activité aura des effets étendus ou durables sur le développement territorial, en particulier sur l'utilisation du sol, l'urbanisation ou l'environnement; sur le plan organisationnel, l'activité est liée à d'autres activités à incidence spatiale ou nécessite la participation de plusieurs acteurs dont les intérêts diffèrent; sur le plan politique, l'activité est appelée à se déployer sur le long terme, elle mobilise d'importantes ressources financières, ne peut être évaluée avec certitude quant aux effets ou apparaît, pour une raison ou pour une autre, politiquement controversée (PIERRE TSCHANNEN, Le rôle du plan directeur en matière d'implantation de grands projets à incidence spatiale, in Territoire & Environnement, septembre 2005, p. 42 s.; OFFICE FÉDÉRAL DE L'ENVIRONNEMENT / OFFICE FÉDÉRAL DU DÉVELOPPEMENT TERRITORIAL, Installations générant un trafic important intégrées dans le plan directeur cantonal, 2006, p. 9 et 13). Il sera procédé soit à une planification positive, consistant à identifier les sites susceptibles d'accueillir des installations de loisirs, soit à une planification négative, consistant à désigner les secteurs dans lesquels aucun grand projet à incidences spatiales n'est admis (KISSLING, op. cit., p. 4 s.). Pour TSCHANNEN, des grands projets exerçant des effets considérables sur le territoire et l'environnement requièrent toutefois une planification positive, comportant des indications précises sur la localisation et l'ampleur des différents projets, ainsi que sur la nature et l'intensité maximale de l'utilisation du sol; tant le texte que la carte du plan directeur devraient identifier les secteurs susceptibles d'accueillir ces grands projets (TSCHANNEN, Le rôle du plan directeur en matière d'implantation de grands projets à incidence spatiale, p. 45; cf. KISSLING, op. cit., p. 5).
A titre d'exemple, à l'occasion d'un changement de site pour un centre de sécurité routière ("Verkehrssicherheitszentrum") dans le canton d'Argovie, le Grand Conseil a procédé à une adaptation du plan directeur cantonal. Dans ce cadre, plusieurs emplacements ont été examinés en fonction d'une série de critères; le site retenu représentait le meilleur compromis s'agissant notamment de sa localisation centrale dans le canton, de son bon raccordement à l'autoroute, de la possibilité de creuser dans le sol permettant de limiter les nuisances sonores et visuelles (cf. arrêt 1A.230/2005 du 4 avril 2006 consid. 4.3 et 7.1).
3.3 Les plans directeurs qui ne disent rien au sujet des grands projets à incidence spatiale prévisibles sont lacunaires. Ils peuvent aussi avoir des répercussions sur l'élaboration ultérieure des plans d'affectation, en particulier lorsque les projets prévus ne sont pas localisés sur la carte. Un plan d'affectation qui autoriserait malgré tout un grand projet à incidence spatiale contreviendrait à l'obligation d'aménager le territoire définie à l'art. 2 LAT (TSCHANNEN, Le rôle du plan directeur en matière d'implantation de grands projets à incidence spatiale, p. 44 et 46; CHANTAL DUPRÉ, Les installations à forte fréquentation - quelles mesures pour diminuer leurs impacts? in Droit de la construction 2/2006, p. 53 s.). Selon la jurisprudence, il n'est possible de s'écarter du plan directeur cantonal que dans certaines conditions: il doit s'agir d'écarts de peu d'importance, objectivement justifiés, et il apparaîtrait déraisonnable au vu des circonstances de modifier préalablement de façon formelle le plan directeur. En outre, de nouvelles circonstances peuvent justifier de petits écarts; ceux-ci se justifient aussi lorsque le contenu du plan directeur se révèle être contraire au droit ou impossible à réaliser, d'autant que les propriétaires touchés n'ont pas de moyen de défense contre un plan directeur (ATF 119 Ia 362 consid. 4a et les arrêts cités). Ceci ne s'applique certainement pas aux grands projets à incidence spatiale, lesquels peuvent, par définition, affecter de manière importante l'organisation du territoire. Ces derniers doivent en effet au préalable faire l'objet d'un examen global et complet qui ne peut être garanti que par un processus d'élaboration du plan directeur (TSCHANNEN, Le rôle du plan directeur en matière d'implantation de grands projets à incidence spatiale, p. 44; TSCHANNEN, Commentaire LAT, n. 19 ad art. 2 LAT, n. 34 ad art. 9 LAT). Ainsi, lorsque les circonstances se sont modifiées, que de nouvelles tâches se présentent, ou qu'il est possible de trouver une meilleure solution d'ensemble aux problèmes de l'aménagement, les plans directeurs feront l'objet des adaptations (partielles) nécessaires, en vertu de l'art. 9 al. 2 LAT.
4. 4.1 Dans le cas particulier, il n'est pas contesté que le projet litigieux représente une grande installation touristique et de loisir au sens de la fiche 3.23 du plan directeur cantonal. Il ressort du rapport technique pour examen préalable élaboré le 3 mai 2007 par l'intimé que le périmètre du site "Sur La Charmille" s'étend sur 25 ha et que l'ensemble des infrastructures du Centre Safety Car aura une emprise au sol d'environ 15 ha, impliquant le dézonage de 14.8 ha de terres agricoles en zone de sport et de loisirs. La piste en boucle mesure environ 3 km de long et 13 m de large. Prendront également place sur le site un bâtiment principal d'une surface d'environ 300 m2 sur deux étages et un bâtiment annexe de plein pied ainsi qu'une zone parking d'une capacité de 50 places. Le trafic journalier moyen estimé sur le site étant de 25 véhicules, il faudra compter avec environ 5'775 véhicules par an, étant précisé que le site ne sera ouvert que neuf mois par année, du 1er mars au 30 novembre. Par ailleurs, une vingtaine de véhicules pourront être accueillis en même temps sur le circuit. Selon la réponse au rapport d'examen préalable et le rapport de participation rendu par l'intimé en août 2007, le budget de la construction, y compris le prix du terrain et les honoraires, s'élèverait à 12 millions de francs. Après la phase de lancement de deux à trois ans, une "esquisse du compte de trésorerie" prévoit un total des produits de 2'000'000 fr. et un total des charges de 1'850'000 fr., ce qui permettrait de dégager un bénéfice avant impôt de 150'000 fr. Les objectifs du projet sont notamment d'offrir aux autorités jurassiennes et des autres cantons des infrastructures permettant de mettre en ?uvre une politique générale de sensibilisation et de prévention routière et de proposer aux nombreux adeptes des sports motorisés jurassiens et à leurs collègues extra-cantonaux un site unique en Suisse; les futurs utilisateurs du projet Safety Car seront ainsi, d'après le promoteur, des moniteurs d'auto-école de l'arc jurassien, les sociétés suisses (par ex. TCS, ACS) et étrangères organisant des cours de conduite avancée, de sensibilisation et de prévention routière générale, la presse automobile (essais de nouveaux véhicules), les concessionnaires et autres acteurs du secteur automobile, les sous-traitants de l'industrie automobile partout en Suisse ainsi que dans les régions voisines de la France et de l'Allemagne et des corps de police et de pompiers, etc. (rapport du 3 mai 2007, p. 8). Le SAT précise à cet égard, dans sa duplique du 31 août 2010, qu'il n'existe aucune infrastructure de formation avec un volet de loisirs dans toute la Suisse. Il s'agit donc d'une innovation au niveau suisse, qui permettrait de drainer une clientèle nationale et internationale en raison notamment de la proximité des constructeurs automobiles susceptibles d'y effectuer des tests. Le centre Safety Car pourrait devenir le pôle de compétences romand, voire national, dans les différents domaines de la formation et la sécurité routière. Finalement, dans la conclusion de son rapport technique du 3 mai 2007, le promoteur souligne que le Centre Safety Car, destiné à un large public qui dépasse les frontières nationales, a pour but la promotion économique et touristique du Jura et de l'Ajoie en particulier. Bien que cette infrastructure représente un impact important sur le territoire (emprise au sol, nuisances sonores et environnementales), le projet proposé s'accompagne d'un grand nombre de mesures afin de limiter, voire compenser, les désagréments qu'il peut engendrer (rapport p. 69).
Sur le vu des éléments précités, il ne fait pas de doute que le Centre Safety Car entre dans la catégorie des activités ayant des effets sur l'organisation du territoire soumises à l'obligation de planifier selon l'art. 2 LAT. Le Tribunal cantonal a estimé qu'une planification au niveau communal était suffisante pour un tel projet. Il a en effet considéré que le plan d'affectation spécial approuvé par le SAT remplissait toutes les exigences posées par la fiche 3.23 et qu'il était sans importance que le projet ne soit pas expressément mentionné en tant que tel ni localisé sur le plan directeur; il n'était dès lors pas nécessaire de procéder à l'adaptation du plan directeur cantonal.
4.2 Comme l'a relevé l'Office fédéral du développement territorial dans ses déterminations du 15 avril 2010, le Tribunal cantonal cite largement la partie "problématique et enjeux" de la fiche 3.23 du plan directeur, mais omet d'évoquer les "principes d'aménagement" et les "mandats de planification". Or, ce sont notamment ces chapitres qui sont contraignants pour les autorités et donc déterminants pour juger de la conformité d'un plan d'affectation ou d'un projet au plan directeur cantonal. Selon le troisième principe de la fiche 3.23, une telle installation est censée contribuer "au renforcement des centralités" et doit en principe être localisée à proximité des centres régionaux ou en appui à une curiosité ou une infrastructure existante; elle doit en outre être localisée à proximité des arrêts de transports publics et/ou des jonctions autoroutières. Avec l'Office fédéral du développement territorial, on constate qu'il ne saute pas aux yeux que le projet répondrait à toutes ces exigences. Celui-ci doit par ailleurs remplir différentes conditions contenues dans d'autres fiches du plan directeur, relatives notamment à la protection de l'environnement, de la nature et du paysage ou des bonnes terres agricoles. D'après la fiche 3.06 du plan directeur cantonal "surfaces agricoles et surfaces d'assolement", le canton n'accepte, en principe, pas de nouvelles emprises sur les meilleures terres agricoles; la nécessité d'une nouvelle affectation doit être démontrée et le SAT veiller à ce que de nouvelles emprises sur les bonnes terres agricoles fassent l'objet d'une mise à l'enquête publique et d'une modification du plan directeur cantonal. Comme l'a souligné l'Office fédéral précité, cette exigence n'a pas été respectée.
S'agissant des surfaces d'assolement (SDA), l'Office fédéral de l'agriculture a précisé, dans ses observations du 18 juin 2010, que les terres concernées correspondaient à des terrains de première qualité selon la "carte de vocation des sols". Et selon la "carte de délimitation des SDA dans le canton du Jura", la qualité agronomique du secteur en cause correspondait aux meilleures terres que l'on rencontre dans le Jura et en Suisse en général. En l'espèce, il apparaît que le Tribunal cantonal n'a pas pondéré le contenu de la fiche 3.23 avec celui de la fiche 3.06 qui prévoit notamment, comme objectif, de protéger durablement de l'urbanisation les meilleures terres agricoles. Enfin, l'Office fédéral de l'agriculture insiste à juste titre sur le fait que, si les SDA ne bénéficient certes pas d'une protection absolue, du moins tant que le quota cantonal n'est pas entamé, il n'en demeure pas moins que les meilleures terres agricoles ont un poids particulier dans la pesée des intérêts (intérêt national; cf. ATF 134 II 217 consid. 3.3 p. 220 et les arrêts cités). Or, il n'y a pas eu de véritable pesée des intérêts et il n'a pas été prouvé, sur la base d'une évaluation spatiale approfondie (analogue à l'évaluation des variantes) qu'il existait un intérêt prépondérant à revendiquer ces surfaces d'assolement.
A la lecture de ce qui précède, il n'est pas certain que le plan spécial "Sur la Charmille" soit conforme au plan directeur cantonal, en particulier quant à la problématique des SDA, ainsi qu'aux exigences matérielles de la LAT, lesquelles doivent encore être respectées par le plan directeur. Quoi qu'il en soit, il n'est pas nécessaire d'examiner plus avant si les différentes exigences du plan directeur sont remplies en l'espèce puisque l'ampleur et les impacts du projet litigieux rendent son traitement dans le plan directeur indispensable (cf. consid. 4.3 ci-dessous).
4.3 Sur le plan spatial, il apparaît que le circuit projeté aura des effets étendus et durables sur l'utilisation du sol, l'urbanisation et l'environnement. Quinze hectares de terrain seront recouverts par les infrastructures et 3 km de piste feront du Centre Safety Car le plus grand circuit automobile de Suisse. Il est par ailleurs constant que ce genre d'installations est source d'immissions non négligeables sur l'environnement (protection de la nature et du paysage, des eaux souterraines, de la faune, de l'air ou contre le bruit). On peut relever à cet égard que le site "Sur la Charmille", même s'il ne fait pas l'objet de mesures de protection formelles, se situe dans une environnement où se trouvent encore de très grandes surfaces préservées de toutes constructions, ce qui donne à la région un caractère exceptionnel.
Au niveau politique, l'activité est appelée à se déployer sur le long terme, elle mobilise d'importantes ressources financières puisque 12 millions de francs sont investis dans le projet et, surtout, elle déborde largement du cadre local de la commune de Vendlincourt. En effet, toutes les parties sont unanimes pour souligner que le projet vise la promotion économique et touristique du Jura et de l'Ajoie en particulier, que le Centre Safety Car pourrait devenir le pôle de compétences romand, voire national, dans les différents domaines de la formation et la sécurité routière et qu'il est au final destiné à un large public qui dépasse les frontières nationales et internationales. Dans le même sens, il n'est pas inutile de rappeler que le promoteur a examiné dix-huit endroits susceptibles d'accueillir le centre Safety Car sur l'ensemble du territoire cantonal avant de jeter son dévolu sur le site "Sur la Charmille", le circuit n'étant pas, de prime abord, lié spécialement à cet emplacement. Il est dès lors insatisfaisant que le sort d'un projet d'une telle portée soit dans les mains d'une commune de 553 habitants (dont 425 électeurs) et que l'ensemble de la population et des communes de la région, également concerné, ne soit pas appelé à participer.
Enfin, sur le plan organisationnel, un circuit d'une telle ampleur nécessite une coordination importante entre plusieurs intérêts divergents (protection de la nature et de l'environnement, utilisation judicieuse et mesurée du sol, respect du contingent de SDA, sécurité et formation routière, développement économique et touristique de la région, etc.). Aux yeux des Offices fédéraux qui se sont déterminés, la pesée des intérêts effectuée en l'espèce par le SAT puis le Tribunal cantonal est insuffisante ou en tous les cas problématique, notamment s'agissant de l'emplacement du site (empiètement sur les meilleures terres agricoles, éloignement des centres urbains, pas d'emplacement de rechange proposé, etc.), de la nécessité du circuit ainsi que de la protection du paysage, de la nature et des eaux souterraines. Les critiques soulevées par les Offices fédéraux, qui apparaissent pertinentes, confirment que la complexité du projet requiert une coordination large et approfondie et qu'une planification au niveau communal est manifestement insuffisante.
En conclusion, le projet litigieux aurait dû être abordé dans le processus de la planification directrice. Le plan directeur cantonal, qui ne comporte aucune indication précise sur l'ampleur et la localisation de ce genre d'installations, est lacunaire. Partant, le plan d'affectation "Sur la Charmille" contrevient au principe de la réserve du plan et n'est pas conforme au droit fédéral de l'aménagement du territoire. Il ne se justifie pas en l'occurrence de s'écarter du plan directeur, dans la mesure où il ne s'agit pas d'un "petit écart" et que seul un nouvel examen global et complet permettrait d'assurer une coordination efficace. Il appartient dès lors au canton du Jura de procéder à une adaptation de son plan directeur, en vertu de l'art. 9 al. 2 LAT.
5. Les considérants qui précèdent conduisent à l'admission du recours, sans qu'il n'y ait lieu d'examiner les griefs des recourants sur le fond. L'arrêt attaqué doit être annulé, ainsi que la décision d'approbation du SAT du 30 juin 2008, et l'affaire renvoyée au Tribunal cantonal pour nouvelle décision sur les frais et dépens de la procédure cantonale (art. 67 et 68 al. 5 LTF).
Les frais judiciaires sont mis à la charge de l'intimé qui succombe (art. 66 al. 1 LTF). Il versera en outre une indemnité de dépens aux recourants qui ont eu recours à un avocat (art. 68 al. 2 LTF).
Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1. Le recours est admis. L'arrêt attaqué est annulé, ainsi que le plan d'affectation spécial Sur la Charmille de la commune de Vendlincourt.
2. Les frais judiciaires, arrêtés à 4'000 fr., sont mis à la charge de l'intimé.
3. Une indemnité de 4'000 fr. est allouée aux recourants à titre de dépens, à la charge de l'intimé.
4. La cause est renvoyée au Tribunal cantonal pour nouvelle décision sur les frais et dépens de la procédure cantonale.
5. Le présent arrêt est communiqué aux mandataires des parties et de la Commune de Vendlincourt, au Service de l'aménagement du territoire du canton du Jura, à la Chambre administrative du Tribunal cantonal du canton du Jura, à l'Office fédéral de l'environnement, Division Droit, à l'Office fédéral du développement territorial et à l'Office fédéral de l'agriculture.
Lausanne, le 8 mars 2011
Au nom de la Ire Cour de droit public
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: Fonjallaz
La Greffière: Mabillard