Faits:
A.
Le 13 octobre 2011, le Grand Conseil du canton de Genève a adopté la loi 10701 modifiant la loi du 20 mai 1999 sur la gestion des déchets (LGD; RS/GE L 1 20), qui a la teneur suivante:
Art. 1Modifications
La loi sur la gestion des déchets, du 20 mai 1999, est modifiée comme suit:
Art. 3, al. 5 (nouvelle teneur), al. 6 et 7 (nouveaux)
5 On entend par installations d'élimination de déchets toutes choses mobilières ou immobilières ainsi que leurs parties intégrantes et accessoires destinées à l'élimination des déchets.
6 Sont des matériaux terreux les matériaux qui proviennent de la couche supérieure du sol - dite horizon A ou terre végétale - ainsi que de la couche inférieure de ce dernier, dite horizon B ou sous-couche arable.
7 Par matériaux d'excavation, l'on entend les matériaux excavés lors de travaux de génie civil ou de construction tels que graviers, sables, limons, argiles et rochers concassés, qui ne sont pas des matériaux terreux.
Chapitre IV (abrogé, le chapitre IVA ancien devenant le chapitre IV)
Section 3 du Chapitre III Décharges contrôlées (nouvelle)
Art. 29, lettre c (nouvelle)
c) décharges contrôlées bioactives.
Art. 30, al. 4 (nouvelle teneur), al. 5 (nouveau)
4 Pour le surplus, l'article 21 n'est pas applicable aux décharges contrôlées.
5 Les décharges contrôlées pour matériaux inertes qui entrent dans le champ d'application de la loi sur les gravières et exploitations assimilées, du 28 octobre 1999, sont régies, sous réserve de l'application du droit fédéral, par ladite loi.
Art. 30A Plans et procédures relatifs aux décharges contrôlées pour matériaux inertes n'accueillant que des matériaux d'excavation non pollués (nouveau)
Plan directeur
1 Les décharges contrôlées pour matériaux inertes créées pour accueillir exclusivement des matériaux d'excavation non pollués (ci-après : décharges pour matériaux d'excavation non pollués) font l'objet d'un plan directeur qui délimite leurs périmètres admissibles.
2 Ce plan est adopté conformément à la procédure prévue par la loi sur les gravières et exploitations assimilées, du 28 octobre 1999, pour l'adoption du plan directeur des gravières.
3 Avant son adoption par le Conseil d'Etat, ce plan est présenté au Grand Conseil sous forme d'un rapport. Ce rapport démontre le besoin avéré en capacités de stockage définitif supplémentaire. Le Grand Conseil peut formuler des recommandations par voie de résolution dans un délai de 3 mois.
4 A l'issue de ce délai, il est procédé conformément à l'article 5, alinéa 5, de la loi sur les gravières et exploitations assimilées, du 28 octobre 1999.
Plan de zones
5 L'adoption d'un plan de zones des décharges contrôlées pour matériaux inertes n'accueillant que des matériaux d'excavation non pollués est nécessaire avant la délivrance des autorisations d'aménager et d'exploiter. La procédure est la même que celle prévue par la loi sur les gravières et exploitations assimilées, du 28 octobre 1999, pour l'adoption d'un plan d'extraction.
6 Le plan de zones des décharges pour matériaux d'excavation non pollués répartit les sites sur le territoire cantonal de manière équilibrée. Il n'est adopté par le Conseil d'Etat que s'il y a un besoin en capacités de stockage définitif supplémentaire.
7 Le plan de zones des décharges contrôlées pour matériaux inertes n'accueillant que des matériaux d'excavation non pollués, qui permet d'effectuer une pesée globale de tous les intérêts concernant l'aménagement du territoire, l'agriculture, la protection de l'environnement et la protection de la nature et du paysage, comprend principalement :
a) la délimitation du périmètre de la zone d'affectation en décharge pour matériaux d'excavation non pollués;
b) la description des éléments naturels et semi-naturels de valeur existants;
c) les données relatives aux modifications paysagères projetées;
d) l'occupation du sol (habitats, routes, etc.);
e) les données relatives aux eaux de surface ou souterraines, y compris les dangers d'inondation;
f) les étapes prévues et les modalités d'exploitation;
g) le plan général de circulation;
h) la localisation des installations nécessaires;
i) le rapport pédologique définissant les différentes couches et précisant les aspects qualitatifs et quantitatifs du sol ainsi que les précautions à prendre en vue de la préservation de la qualité des matériaux terreux lors du décapage, de leur entreposage, de la remise en état du site et de la remise en culture des parcelles concernées;
j) les précautions particulières à observer, s'agissant notamment de la protection des espèces animales ou végétales durant l'exploitation ou les mesures à prendre afin de limiter au maximum les nuisances dues à l'exploitation;
k) les mesures à prendre, si nécessaire, en vue du remplacement de chemins pédestres, conformément à la législation sur les chemins pour piétons et les chemins de randonnées pédestres;
l) le programme d'exploitation et sa durée probable;
m) l'affectation future du site;
n) un document mentionnant l'état final des terrains, y compris les différences de niveau par rapport au terrain initial, l'emplacement des éléments naturels et semi-naturels restitués en compensation de ceux qui ont été détruits par l'exploitation, et les travaux de remise en état, y compris la phase de remise en culture.
8 Le plan de zones des décharges contrôlées pour matériaux inertes n'accueillant que des matériaux d'excavation non pollués est accompagné d'une étude de l'impact sur l'environnement lorsque la loi fédérale sur la protection de l'environnement, du 7 octobre 1983, le prescrit. Si tel n'est pas le cas, un rapport visant à démontrer la compatibilité du projet avec la législation en matière de protection de l'environnement (notice d'impact) est fourni.
Modalités d'exploitation
9 En principe, seule la part non valorisable des matériaux d'excavation non pollués est admise en décharge pour matériaux d'excavation non pollués.
10 Le stockage provisoire de matériaux terreux peut être autorisé pendant l'exploitation de la décharge pour matériaux d'excavation non pollués.
Coordination des procédures
11 Lorsque la création d'une décharge pour matériaux d'excavation non pollués fait l'objet d'une autorisation de construire au sens de la loi sur les constructions et les installations diverses, du 14 avril 1988, l'article 22 de la présente loi est applicable au stade de la délivrance d'une autorisation d'exploiter une décharge pour matériaux d'excavation non pollués au sens de l'article 28 de la présente loi.
Modalités financières
12 Un montant - fixé dans le règlement d'application de la présente loi - est prélevé auprès de l'exploitant en fonction du volume global d'exploitation afin de couvrir les frais de prospection et de remédier aux impacts liés à la décharge pour matériaux d'excavation non pollués. Il est affecté à raison de 40% à l'Etat de Genève et de 60% à la commune sur le territoire de laquelle se trouve ladite décharge. Si cette dernière est exploitée sur le territoire de plusieurs communes, le montant est réparti entre elles proportionnellement à la surface de la décharge pour matériaux d'excavation non pollués sur chacune d'entre elles.
Accessibilité
13 Une fois autorisée, la décharge pour matériaux d'excavation non pollués est accessible à toute entreprise souhaitant mettre en décharge de tels matériaux, dans la limite des volumes disponibles.
Art. 58 Dispositions transitoires de la modification du 13 octobre 2011 (nouveau)
La modification du 13 octobre 2011 est directement applicable aux procédures en cours.
Art. 2Modifications à d'autres loi
[...]
Art. 3Entrée en vigueur
Le Conseil d'Etat fixe l'entrée en vigueur de la présente loi.
La loi 10701 a été publiée dans la Feuille d'Avis officielle du canton de Genève du 12 décembre 2011.
B.
Agissant par la voie du recours en matière de droit public, les sociétés A._, B._ et C._ demandent au Tribunal fédéral d'annuler la loi 10701 du 13 octobre 2011, subsidiairement l'art. 30A LGD introduit par la loi précitée. Elles se plaignent pour l'essentiel d'une violation de la législation fédérale en matière de protection de l'environnement.
Le Grand Conseil conclut au rejet du recours, dans la mesure de sa recevabilité. Invité à se déterminer, l'Office fédéral de l'environnement (ci-après: l'OFEV) estime que les décharges contrôlées pour matériaux inertes qui accueillent exclusivement des matériaux d'excavation non pollués ne sont pas contraires au droit fédéral. Le Grand Conseil et les recourantes ont présenté des observations complémentaires et persisté dans leurs conclusions.
Par courrier du 2 juillet 2012, C._ a déclaré retirer son recours.
Considérant en droit:
1.
1.1. La loi attaquée constitue un acte normatif cantonal et ne peut faire l'objet d'aucun recours dans le canton de Genève. Elle est par conséquent directement attaquable par un recours en matière de droit public (art. 82 let. b et 87 al. 1 LTF), qui a par ailleurs été formé dans les formes requises (art. 42 LTF) et en temps utile (art. 101 LTF en relation avec l'art. 46 al. 1 let. c LTF).
1.2. En vertu de l'art. 89 al. 1 LTF, peut former un recours en matière de droit public quiconque est particulièrement atteint par l'acte normatif attaqué (let. b) et a un intérêt digne de protection à son annulation ou à sa modification (let. c). Lorsque le recours est dirigé, comme en l'espèce, contre un acte normatif cantonal, la qualité pour recourir appartient à toute personne dont les intérêts sont effectivement touchés par l'acte attaqué ou pourront l'être un jour; une simple atteinte virtuelle suffit, à condition toutefois qu'il existe un minimum de vraisemblance que le recourant puisse un jour se voir appliquer les dispositions contestées (ATF 136 I 17 consid. 2.1 p. 21; 135 II 243 consid. 1.2 p. 246 s. et les arrêts cités). Quant à l'intérêt digne de protection, il n'est pas nécessaire qu'il soit de nature juridique, un intérêt de fait étant suffisant (ATF 133 I 286 consid. 2.2 p. 290).
En l'espèce, les recourantes, exploitantes de gravières, sont soumises à la LGD dans le cadre de la phase de remblayage puisque leurs gravières constituent des décharges contrôlées de matériaux inertes. Elles sont donc susceptibles d'être touchées par la réglementation attaquée, qui prévoit la possibilité de créer des décharges contrôlées pour matériaux inertes accueillant exclusivement des matériaux d'excavation non pollués. Partant, elles ont qualité pour recourir.
2.
Les recourantes font valoir que la modification litigieuse de la LGD créerait une nouvelle catégorie de décharges. Or, ceci serait incompatible avec l'art. 22 de l'ordonnance du 10 décembre 1990 sur le traitement des déchets (OTD; RS 814.600), qui prévoit exclusivement trois types de décharges contrôlées. Le législateur cantonal, en créant un quatrième type de décharges, à savoir des décharges contrôlées n'accueillant que des matériaux d'excavation non pollués, aurait dès lors outrepassé ses compétences. Au surplus, les recourantes soulignent que les matériaux d'excavation non pollués doivent être valorisés et non mis en décharge. La loi attaquée serait ainsi contraire au droit fédéral et casserait la filière des institutions de recyclage permettant une valorisation.
2.1. Conformément à l'art. 30 al. 2 de la loi fédérale du 7 octobre 1983 sur la protection de l'environnement (LPE; RS 814.01 ), les déchets doivent être valorisés dans la mesure du possible. L'art. 30d let. a LPE précise que le Conseil fédéral peut prescrire que certains déchets doivent être valorisés si cela est économiquement supportable et plus respectueux de l'environnement que ne le seraient un autre mode d'élimination et la production de produits nouveaux. L'art. 12 OTD concrétise l'art. 30d LPE, en relation avec l'art. 16 al. 3 let. a et b OTD, lequel prescrit que, dans la mesure du possible, les déchets seront valorisés et les déchets non valorisés traités de façon qu'ils puissent être stockés définitivement en décharge contrôlée pour matériaux inertes ou pour résidus stabilisés. Selon l'art. 16 al. 3 let. d ODT, les matériaux d'excavation et les déblais de découverte et de percement non pollués seront utilisés pour des remises en culture.
En vertu de l'art. 30e al. 1 LPE, il est interdit de stocker définitivement les déchets ailleurs qu'en décharge contrôlée. Quiconque veut aménager ou exploiter une décharge contrôlée doit obtenir une autorisation du canton, laquelle définit les déchets qui sont admissibles dans la décharge en vue d'un stockage définitif (al. 2). L'art. 22 al. 1 OTD désigne les types de décharges contrôlées: les cantons ne sont autorisés à délivrer des autorisations que pour des décharges contrôlées pour matériaux inertes (let. a), pour résidus stabilisés (let. b) et bioactives (let. c). Le type de la décharge est défini en fonction du type des déchets qu'il est prévu d'y stocker définitivement (annexe 1; art. 22 al. 2 OTD). Selon les art. 25 al. 2 let. b OTD et 27 al. 3 let. c OTD, l'autorité indique, le cas échéant, sur l'autorisation qu'elle délivre, les restrictions applicables aux déchets admissibles au sens de l'annexe 1 OTD, notamment si elles limitent l'admissibilité à un seul type de déchet.
Le ch. 1 de l'annexe 1 ODT énumère les déchets admissibles en décharge contrôlée pour matériaux inertes. Il s'agit notamment des matériaux inertes au sens du ch. 11 (let. a) et des déchets de chantier au sens du ch. 12 (let. b). Selon l'annexe 1 ch. 12 al. 2, les matériaux d'excavation et les déblais de découverte et de percement doivent satisfaire aux exigences du ch. 11 al. 2 et ne peuvent être stockés définitivement que s'il n'est pas possible de les valoriser. Pour les matériaux d'excavation et les déblais de découverte et de percement non pollués, il n'est pas nécessaire de contrôler que les exigences définies au ch. 11 al. 2 sont respectées.
2.2. En l'espèce, il ressort de l'exposé des motifs du Conseil d'Etat relatif au projet de loi 10701 que le canton de Genève produit chaque année environ 1'200'000 m3 de matériaux d'excavation et de matériaux issus de démolitions qui doivent être stockés en décharges contrôlées. Deux tiers de ces matériaux sont déposés dans les gravières genevoises, le solde étant pour l'essentiel exporté en France voisine. La mise en décharge de ces matériaux est devenue de plus en plus critique au cours de ces dernières années, puisque d'une part les volumes disponibles dans les gravières genevoises s'amenuisent rapidement et que, d'autre part, il devient de plus en plus difficile d'exporter les déblais genevois. Face à cette pénurie annoncée de volumes de stockage, l'Etat de Genève a décidé de mettre l'accent sur la valorisation des matériaux d'excavation et des déchets de chantier inertes, afin de limiter les dépôts dans les gravières (objectif de - 30% de mises en décharges à l'horizon 2012 fixé dans le plan cantonal de gestion des déchets 2009-2012). Toutefois, cette stratégie ne résoudra que partiellement le problème. Il est donc indispensable de trouver une autre manière de stocker les matériaux d'excavation, qui représentent la part principale des matériaux devant être stockés en décharge contrôlée et qui ne sont pas toujours valorisables comme matériaux de construction. Le Conseil d'Etat propose ainsi de créer, à certaines conditions, des décharges contrôlées pour matériaux d'excavation non pollués en dehors des gravières.
2.2.1. Au vu de la pénurie de sites de gravières permettant de valoriser la totalité des matériaux d'excavation produits dans le canton de Genève, le Grand Conseil a légiféré sur la nécessité de mettre en décharge la partie non valorisable de ces déchets. Une telle solution est conforme à la législation fédérale qui prescrit l'obligation, en premier lieu, de valoriser dans la mesure du possible les matériaux d'excavation et les déblais de découverte et de percement non pollués (art. 30 al. 2 LPE et art. 16 al. 3 OTD; cf. consid. 2.1 ci-dessus).
2.2.2. Par ailleurs, conformément à l'art. 30e al. 2 dernière phrase LPE en relation avec les art. 25 al. 2 let. b et 27 al. 3 let. c OTD, le canton peut fixer dans l'autorisation d'aménager et celle d'exploiter une décharge contrôlée pour matériaux inertes une limitation aux matériaux d'excavation non pollués. Ainsi, en prévoyant la possibilité de créer des décharges contrôlées pour matériaux inertes, limitées aux matériaux d'excavation non pollués, le canton de Genève a utilisé la marge de manoeuvre que lui laisse le droit fédéral, lui permettant justement de restreindre le type de déchets admis dans une décharge.
Le canton de Genève ne fait pas ici seulement une limitation au cas par cas du type de déchets admis. Il fait une planification des décharges contrôlées pour matériaux inertes qui sont limitées aux matériaux d'excavation non pollués. Or, le droit fédéral n'interdit pas une telle limitation par voie de planification à des catégories particulières de déchets. Cette manière de faire ne conduit pas non plus à créer un nouveau type de décharge. Sinon, comme le relève à juste titre l'OFEV dans ses déterminations du 11 mai 2012, chaque décharge constituerait, selon cette logique, un type de décharge particulier sur la base des déchets admissibles mentionnés dans l'autorisation d'exploiter.
Enfin, les décharges contrôlées pour matériaux inertes non pollués sont ancrées légalement dans l'ordonnance du 26 septembre 2008 relative à la taxe pour l'assainissement des sites contaminés (OTAS; RS 814.681), qui exempte expressément de la taxe les décharges dans lesquelles sont déposés exclusivement des matériaux d'excavation et des déblais de découverte et de percement non pollués (art. 2 al. 3 let. a OTAS).
2.2.3. Il résulte de ce qui précède que les décharges contrôlées pour matériaux inertes n'accueillant que des matériaux d'excavation non pollués, prévues par le nouvel art. 30A LGD, ne constituent ni un nouveau type de décharge, ni un type décharge qui ne serait pas basé sur le droit fédéral.
3.
Il s'ensuit que le recours doit être rejeté. Succombant, les recourantes doivent supporter les frais judiciaires, solidairement entre elles (art. 66 al. 1 et 5 LTF).
Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1.
Le recours est rejeté.
2.
Les frais judiciaires, fixés à 3'000 fr., sont mis à la charge des recourantes, solidairement entre elles.
3.
Le présent arrêt est communiqué au mandataire des recourantes, au Grand Conseil du canton de Genève et à l'Office fédéral de l'environnement, Division Droit.
Lausanne, le 27 juin 2013
Au nom de la Ire Cour de droit public
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: Fonjallaz
La Greffière: Mabillard