Faits:
A. A._, ressortissant suisse né en 1969, est en détention provisoire depuis le 29 août 2012, sous les préventions d'actes d'ordre sexuel avec des enfants (art. 187 ch. 1 CP), contrainte sexuelle (art. 189 al. 1 CP), actes d'ordre sexuel avec des personnes dépendantes (art. 188 ch. 1 CP), viol (art. 190 CP) et pornographie (art. 197 ch. 3 et 3bis CP). Il lui est notamment reproché d'avoir commis, entre 2006 et 2012, des attouchements, des tentatives de pénétration anale et des relations sexuelles complètes sur la personne de sa nièce B._. Entendue le 22 août 2012, B._ a notamment expliqué avoir subi plus d'une cinquantaine de rapports sexuels complets protégés depuis ses 13 ans, en 2007, jusqu'à ses 18 ans, en 2012; elle aurait cédé notamment parce que son oncle la harcelait. Interrogé le 28 août 2012, le prévenu a admis avoir entretenu des relations sexuelles avec sa nièce à plusieurs dizaines de reprises, pour la première fois alors que celle-ci était âgée de treize ans, mais a cependant nié avoir dû user de contrainte avec celle-ci.
Dans le cadre de l'instruction, les autorités de poursuite pénale ont saisi au domicile de A._ du matériel informatique contenant des fichiers de pornographie dure et ont auditionné diverses personnes. C._ a expliqué avoir connu le prévenu en juin 2012 et que, dès le début de leur relation, celui-ci n'arrêtait pas de parler de sa nièce B._, qu'elle en avait déduit qu'il couchait avec elle et qu'il lui avait finalement confié avoir une liaison avec celle-ci; elle a également rapporté que le prévenu avait rencontré sa nièce de 15 ans et qu'il avait posé plusieurs questions sur celle-ci, en indiquant qu'il la trouvait mignonne. La petite s?ur de B._, D._, a expliqué qu'à sept ou huit reprises, elle avait dormi chez son oncle dans le même lit que lui et que celui-ci posait ses mains sur sa poitrine par-dessus le pyjama avant de s'endormir; elle a ajouté qu'en juin 2012, son oncle lui avait proposé à quatre ou cinq occasions de faire l'amour. Le prévenu a réfuté avoir fait des propositions de nature sexuelle à D._; il a en revanche admis avoir posé la main sur ses seins à une ou deux reprises, sans la caresser, et l'avoir également filmée à l'aide de sa webcam alors qu'elle se changeait pour se mettre au lit.
B. Le rapport d'expertise psychiatrique du prénommé établi le 16 janvier 2013 par le service d'expertises psychiatriques des institutions psychiatrique du Valais romand a posé le diagnostic d'un trouble mixte de la préférence sexuelle, de sévérité moyenne, avec des traits éphébophilique, fétichiste et pédophilique, ainsi que des traits de personnalité de type évitant et immature. Selon les experts, la responsabilité du prévenu était préservée au moment des faits reprochés. Les experts ont qualifié le risque de réitération de "faible à modéré"; ils précisent que le trouble mixte de la préférence sexuelle du prévenu se traduisant par des intérêts sexuels déviants et les difficultés que celui-ci rencontre au niveau de son intimité (absence de relation affective avec une personne adulte jusqu'en 2012, tendance à éviter les relations sociales hors de la sphère familiale et manque d'intérêt à l'égard d'autrui) sont de nature à favoriser le risque de passage à l'acte pour des actes similaires (expertise, p. 15).
C. Par ordonnance du 7 février 2013, le Tmc a rejeté la demande de mise en liberté présentée par A._. Celui-ci a recouru contre cette décision auprès du Juge unique de la Chambre pénale du Tribunal cantonal valaisan (ci-après: le Tribunal cantonal), qui a rejeté ce recours par arrêt du 13 mars 2013. En substance, le Tribunal cantonal a considéré qu'en l'état le risque de récidive était suffisamment concret, bien que qualifié de "faible à modéré" par les experts; le principe de la proportionnalité demeurait en outre respecté.
D. Agissant par la voie du recours en matière pénale, A._ demande au Tribunal fédéral d'annuler l'arrêt de l'instance précédente et d'ordonner sa mise en liberté immédiate, sous suite de frais et dépens. Le Tribunal cantonal s'est référé aux considérants de son jugement et le Ministère public n'a pas déposé d'observations.
Considérant en droit:
1. Le recours en matière pénale (art. 78 al. 1 LTF) est en principe ouvert contre les décisions relatives à la détention provisoire ou pour des motifs de sûreté au sens des art. 212 ss CPP. Formé en temps utile (art. 100 al. 1 LTF) contre une décision prise en dernière instance cantonale (art. 80 LTF) et qui touche le recourant dans ses intérêts juridiquement protégés (art. 81 al. 1 let. a et b ch. 1 LTF), le recours en matière pénale est par conséquent recevable.
2. Une mesure de détention préventive n'est compatible avec la liberté personnelle (art. 10 al. 2 Cst. et 5 CEDH) que si elle repose sur une base légale (art. 31 al. 1 et art. 36 al. 1 Cst.), soit en l'espèce l'art. 221 CPP. Elle doit en outre correspondre à un intérêt public et respecter le principe de la proportionnalité (art. 36 al. 2 et 3 Cst.; ATF 123 I 268 consid. 2c p. 270). Pour que tel soit le cas, la privation de liberté doit être justifiée par les besoins de l'instruction, un risque de fuite ou un danger de collusion ou de réitération (cf. art. 221 al. 1 let. a, b et c CPP). Préalablement à ces conditions, il doit exister à l'égard de l'intéressé des charges suffisantes, soit de sérieux soupçons de culpabilité (art. 221 al. 1 CPP; art. 5 par. 1 let. c CEDH). Le Tribunal fédéral examine librement ces questions, sous réserve toutefois de l'appréciation des faits, revue sous l'angle restreint des art. 97 al. 1 et 105 al. 2 LTF (ATF 135 I 71 consid. 2.5 p. 73 s. et les références).
3. Le recourant ne remet pas en cause le caractère suffisant des charges qui pèsent sur lui. Il conteste en revanche l'existence d'un risque de récidive propre à justifier son maintien en détention, invoquant à cet égard les conclusions de l'expertise psychiatrique du 16 janvier 2013.
3.1 Aux termes de l'art. 221 al. 1 let. c CPP, la détention pour des motifs de sûreté peut être ordonnée lorsqu'il y a lieu de craindre que le prévenu "compromette sérieusement la sécurité d'autrui par des crimes ou des délits graves après avoir déjà commis des infractions du même genre". Selon la jurisprudence, il convient de faire preuve de retenue dans l'appréciation du risque de récidive: le maintien en détention ne peut se justifier pour ce motif que si le pronostic est très défavorable et si les délits dont l'autorité redoute la réitération sont graves (ATF 137 IV 13 consid. 4.5 p. 21; 135 I 71 consid. 2.3 p. 73; 133 I 270 consid. 2.2 p. 276). La jurisprudence se montre cependant moins stricte dans l'exigence de la vraisemblance lorsqu'il s'agit de délits de violence graves ou de délits sexuels, car le risque à faire courir aux victimes potentielles est alors considéré comme trop important; en pareil cas, il y a lieu de tenir compte de l'état psychique du prévenu, de son imprévisibilité ou de son agressivité (ATF 123 I 268 consid. 2e p. 271).
Bien qu'une application littérale de l'art. 221 al. 1 let. c CPP suppose l'existence d'antécédents, le risque de réitération peut être également admis dans des cas particuliers alors qu'il n'existe qu'un antécédent, voire aucun dans les cas les plus graves. La prévention du risque de récidive doit en effet permettre de faire prévaloir l'intérêt à la sécurité publique sur la liberté personnelle du prévenu (ATF 137 IV 13 consid. 3-4 p. 18 ss; arrêt 1B_133/2011 du 12 avril 2011 consid. 4.7 in SJ 2011 I p. 487). Le risque de récidive peut également se fonder sur les infractions faisant l'objet de la procédure pénale en cours, si le prévenu est fortement soupçonné - avec une probabilité confinant à la certitude - de les avoir commises (ATF 137 IV 84 consid. 3.2 p. 86 et les références citées).
3.2 Le recourant entend tirer argument de l'expertise psychiatrique qui qualifie le risque de récidive de "faible à modéré"; à ses yeux, un tel risque de réitération ne serait pas suffisant au regard de l'art. 221 al. 1 CPP. En l'occurrence, le Tribunal cantonal a pris en considération l'appréciation des experts et l'a mise en balance avec d'autres éléments du cas d'espèce. Il a ainsi mis en exergue la gravité des infractions contre l'intégrité sexuelle reprochées à l'intéressé, de sorte que le juge de la détention pouvait se montrer moins strict dans l'exigence de la vraisemblance du risque de réitération (cf. supra consid. 3.1). Par ailleurs, le prévenu persiste à soutenir que les relations entretenues avec sa nièce B._ entre 2007 et 2012 étaient consentantes; il n'avait dès lors manifestement pas pris la mesure de la gravité des faits. Les experts ont à cet égard relevé que l'état psychologique du prévenu était caractérisé par l'absence de reconnaissance du caractère délictueux de ses actes et d'un dysfonctionnement interne, l'absence de sentiments de honte ou de culpabilité ainsi que l'absence de reconnaissance d'un lien entre le comportement délictueux et les conséquences sur les victimes. Les infractions ne se limitaient en outre pas à sa nièce B._, le prévenu étant également poursuivi pour des actes d'ordre sexuel et contrainte sexuelle sur la personne de D._ entre 2009 (11 ans) et 2012 (13 ans) ainsi que pour pornographie en raison de téléchargements depuis 2007 de fichiers pédopornographiques, à caractère zoophile ou présentant des scènes d'urolagnie; il aurait enfin montré de l'intérêt pour la nièce de son amie, âgée d'une quinzaine d'années. Comme relevé par l'instance précédente, ces éléments démontrent que les intérêts sexuels déviants du prévenu ne sont pas circonscrits au cercle familial connu.
L'appréciation du Tribunal cantonal concernant l'existence du danger de réitération n'apparaît pas contraire au droit fédéral, le prévenu se prévalant en vain de l'expertise en tant qu'elle qualifie de faible à moyen le risque de réitération. En effet, un danger de récidive suffisamment concret peut en l'espèce être retenu eu égard à la gravité des actes, à leur répétition durant plusieurs années et à la prise de conscience tardive - et hypothétique, en l'état, selon l'instance cantonale - du prévenu. De même, le fait que le prévenu n'ait pas adopté de comportement déplacé à l'endroit de la nièce de son amie C._ n'est pas suffisant pour remettre en cause l'appréciation de l'instance cantonale.
3.3 Conformément au principe de la proportionnalité (art. 36 al. 3 Cst.), il convient d'examiner les possibilités de mettre en oeuvre d'autres solutions moins dommageables que la détention (règle de la nécessité). Cette exigence est concrétisée par l'art. 237 al. 1 CPP, qui prévoit que le tribunal compétent ordonne une ou plusieurs mesures moins sévères en lieu et place de la détention provisoire ou de la détention pour des motifs de sûreté si ces mesures permettent d'atteindre le même but que la détention. Selon l'art. 237 al. 2 CPP, font notamment partie des mesures de substitution l'obligation de se soumettre à un traitement médical ou à des contrôles (let. f) et l'interdiction d'entretenir des relations avec certaines personnes (let. g).
En l'espèce, l'instance précédente a considéré que les mesures de substitution proposées par le recourant, à savoir l'interdiction d'approcher ses nièces B._ et D._ ainsi que l'obligation de se soumettre à un traitement médical - n'étaient pas propres à écarter le risque de récidive. L'instance précédente peut également être suivie sur ce point. En effet, selon les experts, le déni du caractère délictueux de ses actes et d'un dysfonctionnement interne, l'absence de sentiments de honte ou de culpabilité ainsi que l'absence de reconnaissance d'un lien entre le comportement délictueux et les conséquences sur les victimes constituent des facteurs défavorables à la mise en ?uvre d'une mesure thérapeutique (cf. expertise p. 15 s.). Les experts indiquent néanmoins qu'un suivi psychothérapeutique est susceptible de diminuer le risque de nouvelles infractions. La mise en place d'un tel traitement médical - qui paraît avoir été acceptée par le recourant - ne saurait cependant conduire à sa libération immédiate; l'appréciation de l'instance précédente selon laquelle il convient d'attendre les premiers résultats de la mesure thérapeutique préconisée par les experts avant d'envisager la libération du prévenu et la poursuite de la mesure sous forme ambulatoire, ne prête pas le flanc à la critique. Enfin, la mesure concernant l'interdiction de prendre contact avec ses nièces ne paraît pas propre à écarter le risque général de récidive, dans la mesure où, comme relevé par la cour cantonale, le risque engendré par le trouble psychique diagnostiqué ne se limitait pas aux seuls proches du prévenu.
4. Le recours doit par conséquent être rejeté. Conformément à l'art. 66 al. 1 LTF, les frais judiciaires sont à la charge du recourant. Il n'est pas alloué de dépens.
Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1. Le recours est rejeté.
2. Les frais judiciaires, arrêtés à 2'000 fr., sont mis à la charge du recourant.
3. Le présent arrêt est communiqué au mandataire du recourant, à l'Office régional du ministère public du Valais central et au Juge unique de la Chambre pénale du Tribunal cantonal du canton du Valais.
Lausanne, le 29 avril 2013
Au nom de la Ire Cour de droit public
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: Fonjallaz
La Greffière: Arn