Faits:
A. A.a L._, titulaire d'un CFC de vendeuse, a travaillé successivement dans un magasin de chaussures puis en qualité d'opératrice de saisie au service de V._ SA. Elle a entrepris ensuite un stage en milieu hospitalier avant de travailler à nouveau dans le secteur de la vente.
A la suite d'un accident de la circulation routière, survenu en 1993, l'assurée a déposé une demande de prestations de l'assurance-invalidité, le 14 mars 1995. Se fondant sur les avis des docteurs M._, spécialiste FMH en orthopédie, et A._, spécialiste FMH en psychiatrie et psychothérapie (rapport du 12 janvier 1996), l'Office AI du canton du Valais (office AI) a retenu que l'assurée disposait d'une capacité de travail résiduelle de 50 % dans son activité de vendeuse depuis le 7 juin 1994. Par décision du 19 avril 1996, il lui a alloué une demi-rente d'invalidité depuis le 1er septembre 1994, fondée sur un degré d'invalidité de 50 %. A partir du 28 novembre 1994, l'assurée a travaillé en tant que vendeuse auprès de Y._ SA à 50 %.
A.b Dans le cadre d'une procédure de révision du droit à la rente initiée en novembre 2009, l'assurée à été invitée à remplir un "questionnaire pour la révision de la rente". Dans ce document, elle a indiqué qu'elle avait repris avec son époux la gestion du restaurant "Z._", exploitée sous la forme d'une Sàrl. Ayant constaté que L._ était associée-gérante depuis le 11 janvier 2008 et que les salaires qu'elle avait perçus en 2008 et 2009 étaient de nature à remettre en question le droit à la rente, l'office AI en a suspendu le versement avec effet au 31 août 2010, par décision du 16 août 2010.
L'office AI a diligenté une enquête pour activité professionnelle indépendante, dont il est ressorti que L._ travaillait à temps partiel (48 %) dans sa société et que son salaire s'était élevé à 25'156 fr. en 2008 et à 24'480 fr. en 2009 (rapport de l'enquêteur B._ du 29 octobre 2010). Sur la base des avis des docteurs A._, prénommé (rapport du 27 juin 2011), et U._, spécialiste FMH en neurologie (rapport du 10 juin 2011), le Service médical régional de l'assurance-invalidité (SMR) a admis que l'assurée était en mesure de travailler à 75 % dans son activité habituelle (gestion du restaurant), sans limitations dès le 25 mars 2011 (rapport final du docteur P._, médecin au SMR de W._, du 23 juillet 2011).
A la lumière des renseignements recueillis, l'office AI a constaté que la capacité de gain de L._ s'était améliorée. Par décision du 12 septembre 2011, il a réduit la demi-rente à un quart de rente du 1er avril 2008 au 31 août 2010, avec effet rétroactif dès lors que l'assurée n'avait pas respecté son obligation d'annoncer. Dans son évaluation de l'invalidité, l'office AI a pris en considération un salaire sans invalidité correspondant à la rémunération horaire versée par Y._ SA, celle-ci étant majorée de 10 %. Le degré d'invalidité a ainsi établi à 43 % en 2008 (résultant de la comparaison d'un revenu sans invalidité de 43'802 fr. avec un gain d'invalide de 25'156 fr.), à 44 % en 2009 (le revenu sans invalidité s'élevant à 44'021 fr. et le revenu d'invalide à 24'480 fr.) et à 45 % en 2010 (revenu sans invalidité de 44'902 fr.; revenu d'invalide de 24'818 fr.). L'office AI a aussi réclamé la restitution du montant versé en trop d'avril 2008 à août 2010, à savoir 14'530 fr.
Le droit à la rente dès le 1er septembre 2010 a fait l'objet d'une autre décision, rendue le 15 décembre 2011. Dans celle-ci, l'office AI a fixé le degré d'invalidité à 45 % dès le 1er septembre 2010 (comparaison d'un revenu sans invalidité de 44'902 fr. avec un gain d'invalide de 24'818 fr.), puis à 25 % dès le 25 mars 2011 (en comparant un revenu sans invalidité de 44'902 fr. avec un revenu d'invalide de 33'676 fr.). L'office AI a confirmé le droit au quart de rente du 1er septembre 2010 au 31 mars 2011; il a supprimé cette prestation à partir du 1er avril 2011 avec effet rétroactif, dès lors que le degré d'invalidité était désormais inférieur à 40 %.
B. L._ a déféré séparément ces deux décisions au Tribunal cantonal des assurances du canton du Valais. Elle a conclu à leur annulation ainsi qu'au versement d'une demi-rente d'invalidité avec effet rétroactif au 1er avril 2008 (recours du 14 octobre 2011) et au 1er septembre 2010 (recours du 27 janvier 2012). Par ailleurs, dans son recours du 14 octobre 2011, elle a contesté implicitement la demande de restitution des prestations indûment perçues à hauteur de 14'530 fr.
Par jugement du 6 juillet 2012, la juridiction cantonale a rejeté les recours après avoir joint les causes. Dans ses considérants, elle a toutefois retenu que l'office AI n'avait pas fixé le revenu sans invalidité de manière conforme au droit. En effet, dès lors que l'assurée avait commencé son activité auprès de Y._ SA après la survenance de l'atteinte à la santé, l'office AI n'aurait pas dû prendre comme base de calcul le salaire horaire payé par cet employeur. Le tribunal cantonal a ainsi établi les revenus sans invalidité sur la base du "contrat-type de travail pour le personnel au service de la vente dans le commerce de détail du 10 juillet 1985, éditions 2008, 2009 et 2010". La juridiction cantonale a arrêté le degré d'invalidité (les valeurs sont arrondies) à 44 % pour l'année 2008 (revenu sans invalidité: 44'980 fr. / revenu avec invalidité: 25'156 fr.), à 47 % dès 2009 (revenu sans invalidité: 46'150 fr. / revenu avec invalidité: 24'480 fr.), ce taux de 47 % (revenu sans invalidité: 46'410 fr. / revenu avec invalidité: 24'818 fr.) étant inchangé jusqu'au 31 mars 2011, soit trois mois après l'amélioration de la situation de l'assurée.
A partir du 1er avril 2011, sur la base de la capacité de travail de 75 % établie par l'enquête médicale, le Tribunal cantonal a fixé le degré d'invalidité de 25 %, respectivement à 16 % suivant le revenu d'invalide pris en compte, soit 34'807 fr. (75 % de 46'410 fr.) ou 38'778 fr. (celui-ci étant obtenu en ajustant le salaire de l'assurée dans l'activité de gérante, compte tenu d'un taux d'occupation de 48 % et de la capacité de travail de 75 %). Les corrections apportées n'ont pas amené le Tribunal cantonal à modifier le taux des rentes et les décisions administratives.
C. L._ interjette un recours en matière de droit public contre ce jugement dont elle demande l'annulation, avec suite de frais et dépens, en concluant au versement d'une demi-rente d'invalidité avec effet rétroactif au 1er avril 2008.
L'intimé ainsi que l'Office fédéral des assurances sociales n'ont pas été invités à se déterminer.
Considérant en droit:
1. Saisi d'un recours en matière de droit public (art. 82 ss LTF), le Tribunal fédéral exerce un pouvoir d'examen limité. Il applique le droit d'office (art. 106 al. 1 LTF) et statue sur la base des faits retenus par l'autorité précédente (art. 105 al. 1 LTF). Il peut néanmoins rectifier ou compléter d'office l'état de fait du jugement entrepris si des lacunes ou des erreurs manifestes lui apparaissent aussitôt (art. 105 al. 2 LTF). Il examine en principe seulement les griefs motivés (art. 42 al. 2 LTF) et ne peut pas aller au-delà des conclusions des parties (art. 107 al. 1 LTF). Le recourant ne peut critiquer la constatation des faits importants pour le sort de l'affaire que si ceux-ci ont été établis en violation du droit ou de façon manifestement inexacte (art. 97 al. 1 LTF).
2. Le litige porte sur le maintien du droit de la recourante à une demi-rente d'invalidité depuis le 1er avril 2008, dans le cadre d'une révision du droit à cette prestation qui a abouti à la réduction puis à la suppression de cette prestation. Dans ce contexte, sont contestés en particulier les revenus sans invalidité pris en compte pour les années 2008, 2009 et 2010, ainsi que le revenu d'invalide pour l'année 2011.
3. 3.1 En vertu de l'art. 17 LPGA, si le taux d'invalidité du bénéficiaire de la rente subit une modification notable, la rente est, d'office ou sur demande, révisée pour l'avenir, à savoir augmentée ou réduite en conséquence, ou encore supprimée. Cela vaut également pour d'autres prestations durables accordées en vertu d'une décision entrée en force, lorsque l'état de fait déterminant se modifie notablement par la suite. Tout changement important des circonstances propre à influencer le degré d'invalidité, et donc le droit à la rente, peut motiver une révision selon l'art. 17 LPGA. La rente peut être révisée non seulement en cas de modification sensible de l'état de santé, mais aussi lorsque celui-ci est resté en soi le même, mais que ses conséquences sur la capacité de gain ont subi un changement important (ATF 130 V 343 consid. 3.5 p. 349, 113 V 273 consid. 1a p. 275). Une simple appréciation différente d'un état de fait, qui, pour l'essentiel, est demeuré inchangé n'appelle en revanche pas à une révision au sens de l'art. 17 LPGA (ATF 112 V 371 consid. 2b p. 372 ; 387 consid. 1b p. 390). Le point de savoir si un tel changement s'est produit doit être tranché en comparant les faits tels qu'ils se présentaient au moment de la dernière décision entrée en force reposant sur un examen matériel du droit à la rente avec une constatation des faits pertinents, une appréciation des preuves et une comparaison des revenus conformes au droit, et les circonstances régnant à l'époque de la décision litigieuse (ATF 133 V 108).
3.2 Chez les assurés actifs, le degré d'invalidité doit être déterminé sur la base d'une comparaison des revenus. Pour cela, le revenu que l'assuré aurait pu obtenir s'il n'était pas invalide est comparé avec celui qu'il pourrait obtenir en exerçant l'activité qui peut raisonnablement être exigée de lui après les traitements et les mesures de réadaptation, sur un marché du travail équilibré (art. 28a al. 1 LAI en corrélation avec l'art. 16 LPGA). La comparaison des revenus s'effectue, en règle générale, en chiffrant aussi exactement que possible les montants de ces deux revenus et en les confrontant l'un avec l'autre, la différence permettant de calculer le taux d'invalidité (méthode générale de comparaison des revenus; ATF 128 V 29 consid. 1 p. 30; voir également arrêt 9C_236/2009 du 7 octobre 2009 consid. 3.1, in SVR 2010 IV n° 11 p. 35).
En règle générale, le revenu hypothétique de la personne valide se détermine en établissant au degré de la vraisemblance prépondérante ce qu'elle aurait effectivement pu réaliser au moment déterminant si elle était en bonne santé. Le revenu sans invalidité doit être évalué de la manière la plus concrète possible; c'est pourquoi il se déduit en principe du salaire réalisé en dernier lieu par l'assuré avant l'atteinte à la santé, en tenant compte de l'évolution des salaires jusqu'au moment de la naissance du droit à la rente (ATF 129 V 222 consid. 4.3.1 p. 224 et la référence).
4. 4.1 En l'occurrence, il s'agit de déterminer si une modification des circonstances propres à influencer le droit à la demi-rente est intervenue depuis l'octroi de celle-ci, le 19 avril 1996. Le point de savoir si un changement important des circonstances s'est produit doit être tranché en comparant les faits tels qu'ils se présentaient au moment des décisions des 12 septembre et 15 décembre 2011, avec les circonstances prévalant en 1996 (ATF 133 V 108 consid. 5 p. 110 s.).
4.2 A cet égard, les premiers juges ont constaté que le docteur U._ et son confrère A._ avaient tous deux attesté, dans leurs rapports déposés en juin 2011, que non seulement l'état de santé de la recourante s'était amélioré, sans toutefois pouvoir préciser la date avec précision, mais que la capacité de travail était désormais de 75 %.
On se trouve ainsi en présence d'un changement important des circonstances qui avaient présidé à l'octroi de la demi-rente, en 1996, si bien que l'intimé était fondé à procéder à la révision du droit à cette prestation, conformément à l'art. 17 LGPA (cf. consid. 3.1 supra).
5. 5.1 Afin d'établir ce que la recourante aurait réellement pu gagner au moment déterminant si elle n'était pas invalide, la juridiction cantonale s'est référée aux salaires usuels dans la profession de vendeur, plus particulièrement aux salaires minimaux ressortant du "contrat-type de travail pour le personnel au service de la vente dans le commerce de détail du 10 juillet 1985", éditions 2008, 2009, 2010.
5.2 La recourante fait grief au tribunal cantonal d'avoir établi ses revenus sans invalidité de manière erronée. Elle soutient que les premiers juges se seraient basés à tort sur la catégorie IIa du CCNT des salaires minimums de Gastro Suisse, applicable à un "collaborateur avec apprentissage (formation professionnelle initiale de deux ans avec attestation fédérale de formation professionnelle)" au lieu de la catégorie "formation professionnelle initiale de 3 ou 4 ans avec certificat fédéral de capacité (CFC)", ce qui aurait abouti à des revenus sans invalidité incorrects. Son expérience professionnelle dans le secteur de la vente auprès de l'entreprise V._ SA n'aurait ainsi pas été prise en compte.
5.3 Ce grief ne résiste pas à l'examen. En effet, le Tribunal cantonal ne s'est pas fondé sur la catégorie IIa du CCNT mais sur les salaires minimaux ressortant du "contrat-type de travail pour le personnel au service de la vente dans le commerce de détail du 10 juillet 1985". Les salaires mensuels établis sur la base de ces documents, à savoir 3'460 fr. par mois en 2008 (x 13 = 44'980 fr. par an), 3'550 fr. en 2009 (x 13 = 46'150 fr. par an) et 3'570 fr. en 2010 (x 13 = 46'410 fr.) se réfèrent aux salaires minima (indexés) pour le "personnel au service de la vente, avec certificat fédéral de capacité dans la branche du commerce de détail" et ce "dès la troisième année de service" (art. 13 du contrat-type, inchangé dans les trois éditions). Malgré ce que prétend la recourante, les premiers juges ont donc pris en compte aussi bien sa formation (certificat de capacité fédéral) que son expérience ("dès la troisième année de service").
6. 6.1 Pour fixer le revenu d'invalide, les premiers juges ont rappelé que le revenu effectivement réalisé doit être pris en compte lorsque l'activité exercée après la survenance de l'atteinte à la santé repose sur des rapports de travail particulièrement stables, que la capacité de travail résiduelle est pleinement mise en valeur et que le gain obtenu correspond au travail effectivement fourni et ne contient pas d'éléments de salaire social.
Dans le cas d'espèce, les juges cantonaux ont constaté que la recourante travaillait à un taux approchant les 50 % dans son établissement public, qu'elle mettait pleinement en valeur la capacité de travail exigible de sa part et que son salaire correspondait au travail accompli. Ils ont dès lors admis que l'intimé avait tenu compte, à juste titre, des salaires perçus par la recourante à titre du revenu d'invalide (25'156 fr. en 2008, 24'480 fr. en 2009 et 24'818 fr. en 2010). Pour 2011, le tribunal a fixé le revenu d'invalide à 34'807 fr. (75 % de 46'410 fr.), en précisant qu'il aurait été de 38'778 fr. si l'intimé avait ajusté le salaire de l'assurée dans l'activité de gérante, compte tenu d'un taux d'occupation de 48 % et de la capacité de travail de 75 %.
6.2 La recourante reproche au Tribunal cantonal d'avoir retenu, pour 2011, un revenu avec invalidité de 33'676 fr. qu'elle n'aurait jamais perçu.
6.3 Contrairement à ce que la recourante allègue, les juges cantonaux ne se sont pas fondés sur ce revenu d'invalide, que la recourante avait d'ailleurs proposé elle-même dans son recours du 27 janvier 2012, mais à juste titre sur le revenu raisonnablement exigible de sa part, soit 34'807 fr., voire 38'778 fr. (consid. 6.1 in fine, supra). Ces valeurs ne sont pas contestées par la recourante qui n'explique pas en quoi le revenu avec invalidité retenu pour l'année 2011 aurait été établi de façon contraire au droit.
7. 7.1 Comme le taux d'invalidité s'élevait à 44 % depuis janvier 2008, puis au maximum à 25 % depuis le 1er avril 2011, la réduction de la demi-rente à un quart de rente depuis le 1er avril 2008 (art. 88a al. 1 RAI), suivie de sa suppression dès le mois d'avril 2011 (art. 88bis al. 2 lit. b RAI), n'est pas critiquable.
7.2 La recourante soutient qu'elle devrait être libérée de son obligation de restituer les prestations indûment perçues à hauteur de 14'530 fr. A son avis, le fait de ne pas avoir communiqué la reprise de la crêperie ne constituait pas une violation de son devoir de renseigner, car sa situation économique n'avait subi aucune modification en raison du changement survenu dans sa vie professionnelle. En effet, elle accomplissait exactement les mêmes tâches qu'auparavant et le statut d'indépendante lui permettait simplement de mieux organiser son travail en fonction de son état de santé, sans incidence sur sa situation financière.
7.3 Selon l'article 25 al. 1 LPGA les prestations indûment touchées doivent être restituées. Ce principe vise simplement à permettre à l'office AI de rétablir une situation conforme au droit.
En l'occurrence, la recourante a continué à percevoir indûment une demi-rente d'invalidité du 1er avril 2008 (date à partir de laquelle le droit à la rente doit être réduit à un quart de rente) jusqu'au 31 août 2011 (moment où la rente a été suspendue), si bien qu'elle est tenue de restituer la somme de 14'530 fr.
8. 8.1 Dans un moyen supplémentaire, la recourante aborde la question de la remise de l'obligation de restituer.
8.2 L'assureur peut libérer le débiteur de son obligation de restituer lorsque les conditions sont réalisées, singulièrement la bonne foi de l'assuré et l'existence d'une situation difficile (art. 25 al. 1 in fine LPGA; art. 3 al. 2, 3 et 4 OPGA; art. 4 et 5 OPGA).
8.3 En l'espèce, dans sa décision du 12 septembre 2011, qui confirme le principe de la restitution, l'intimé ne s'est pas prononcé sur une éventuelle remise de l'obligation de restituer. A défaut de décision, cette question sort du cadre de l'objet de la contestation, de sorte que le recours est irrecevable à cet égard.
9. La recourante, qui succombe, supportera les frais de la procédure (art. 66 al. 1 LTF).
Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1. Le recours est rejeté dans la mesure où il est recevable.
2. Les frais judiciaires, arrêtés à 500 fr., sont mis à la charge de la recourante.
3. Le présent arrêt est communiqué aux parties, au Tribunal cantonal valaisan, Cour des assurances sociales, et à l'Office fédéral des assurances sociales.
Lucerne, le 5 décembre 2012
Au nom de la IIe Cour de droit social
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: Meyer
Le Greffier: Berthoud