Faits:
A. Considérant qu'il se trouvait dans l'impossibilité de respecter les prescriptions relatives au travail du dimanche pour certains de ses services, l'Aéroport International de Genève (ci-après l'Aéroport) a déposé, le 28 octobre 2010, une demande auprès du Secrétariat d'État à l'économie (ci-après Seco) tendant à déroger à la législation sur le travail et visant à faire passer de 26 à 20 le nombre minimal de dimanches de congé pour une partie du personnel au sol du secteur de la navigation aérienne, avec effet au 1er janvier 2011.
B. Par décision du 25 février 2011 (FF 2011 2166), le Seco a accordé à l'Aéroport une dérogation valable du 1er janvier 2011 au 31 décembre 2013. Selon celle-ci, le personnel au sol du secteur de la navigation aérienne travaillant auprès des services "sûreté passagers, AAU (plans de vols et informations aux pilotes), AMS (guidage au sol des aéronefs), APS (positionnement des aéronefs au sol), Piste (transport des passagers et conduites des véhicules destinés à guider des aéronefs sur la piste) et SSA (section feu, surveillance, transmissions)" bénéficiait d'au moins 20 dimanches de congé par année civile pouvant être répartis à intervalles irréguliers sur l'année. En contrepartie, une compensation de 25 % de la durée du travail effectué pendant la période du dimanche dès le 23ème dimanche travaillé dans l'année était prévue.
A l'encontre de cette décision, le Syndicat suisse des services publics (ci-après le SSP) et A._ ont recouru conjointement auprès du Tribunal administratif fédéral. Après avoir retiré l'effet suspensif, cette instance a, par arrêt du 22 décembre 2011, admis le recours et annulé la décision attaquée.
C. Contre l'arrêt du Tribunal administratif fédéral du 22 décembre 2011, l'Aéroport forme un recours en matière de droit public au Tribunal fédéral. Il conclut, sous suite de frais et dépens, à l'admission du recours, à l'annulation de l'arrêt attaqué et à la confirmation de la décision du Seco du 25 février 2011 accordant la dérogation requise.
A._ et le SSP proposent le rejet du recours, sous suite de frais et dépens. Le Tribunal administratif fédéral a renoncé à prendre position, renvoyant aux considérants de l'arrêt attaqué. Le Seco n'a pas déposé d'observations.
Par ordonnance du 8 mars 2012, le Président de la IIe Cour de droit public a accordé l'effet suspensif au recours.
Le 26 octobre 2012, la Cour de céans a délibéré sur le présent recours en séance publique.

Considérant en droit:
1. Formé contre une décision finale (art. 90 LTF) émanant du Tribunal administratif fédéral (art. 86 al. 1 let. a LTF) dans une cause relevant du droit public du travail, le présent recours est en principe recevable comme recours en matière de droit public au sens des art. 82 ss LTF, aucune des exceptions prévues à l'art. 83 LTF n'étant réalisée. Le recourant, qui était partie à la procédure devant l'instance précédente et qui a vu la dérogation obtenue par le Seco annulée par l'arrêt attaqué, a qualité pour recourir (art. 89 al. 1 LTF).
Pour le surplus, le recours a été déposé en temps utile (cf. art. 100 al. 1 LTF) et dans les formes prescrites par la loi (art. 42 LTF). Il convient donc d'entrer en matière.
2. Selon l'art. 95 LTF, le recours en matière de droit public peut être formé notamment pour violation du droit fédéral (let. a), qui comprend les droits constitutionnels des citoyens, ainsi que des droits constitutionnels cantonaux (let. c). Le Tribunal fédéral applique le droit d'office (art. 106 al. 1 LTF), sous réserve de l'art. 106 al. 2 LTF. Aux termes de cet alinéa, le Tribunal fédéral n'examine la violation de droits fondamentaux ainsi que celle de dispositions de droit cantonal que si ce grief a été invoqué et motivé par le recourant.
3. 3.1 L'arrêt attaqué a retenu que le recourant, en sa qualité d'aéroport, fait partie des entreprises auxquelles s'appliquent des dispositions spéciales de la législation sur le travail, notamment en ce qui concerne l'occupation des travailleurs le dimanche. Par conséquent, les juges se sont demandés si l'art. 28 de la loi fédérale sur le travail dans l'industrie, l'artisanat et le commerce du 13 mars 1964 (loi sur le travail, LTr; RS 822.11), qui prévoit, à certaines conditions, des dérogations relatives à la durée du travail, pouvait être invoqué par le recourant pour obtenir une autorisation allant au-delà des règles spéciales dont il bénéficiait déjà en application de l'art. 27 LTr. La question de l'applicabilité de l'art. 28 LTr n'a toutefois pas été tranchée, le Tribunal administratif fédéral considérant que l'une des trois conditions posées à l'obtention d'une dérogation au sens de cette disposition, à savoir son caractère minime, n'était de toute manière pas réalisée. Au surplus, l'Aéroport ne pouvait se prévaloir du principe d'égalité dans l'illégalité, rien ne laissant penser que le Seco persisterait dans sa pratique tendant à l'octroi de dérogations pour le personnel au sol des transports aériens, après que le Tribunal administratif fédéral l'eût déclarée illégale.
3.2 Le recourant soutient qu'il est en droit de se prévaloir de l'art. 28 LTr, même s'il est soumis à des règles spéciales en vertu de l'art. 27 LTr, et que par ailleurs il remplit toutes les conditions lui permettant d'obtenir une dérogation en application de l'art. 28 LTr. En ne suivant pas la position du Seco, le Tribunal administratif fédéral aurait excédé voire abusé de son pouvoir d'appréciation dans l'examen des conditions de l'art. 28 LTr. Subsidiairement, il lui reproche de lui avoir refusé le bénéfice de l'égalité dans l'illégalité.
4. Avant d'examiner la disposition litigieuse, soit l'art. 28 LTr, il y a lieu de rappeler brièvement le système mis en place par la loi sur le travail concernant le travail dominical.
4.1 Le principe de l'interdiction de travailler le dimanche figure à l'art. 18 LTr et s'applique de manière générale à toutes les entreprises soumises à la loi. Des dérogations à cette interdiction sont possibles, mais sont subordonnées à autorisation (art. 19 al. 1 LTr) qui, s'agissant du travail dominical régulier ou périodique, est de la compétence du Seco (cf. art. 19 al. 4 LTr). Les conditions mises à l'obtention de ces dérogations sont précisées aux art. 27 et 28 de l'ordonnance 1 du 10 mai 2000 relative à la loi sur le travail (OLT 1; RS 822.111).
4.2 A côté de ce régime dérogatoire général soumis à autorisation, l'art. 27 al. 1 LTr prévoit que certaines catégories d'entreprises ou de travailleurs peuvent, dans la mesure où leur situation particulière le rend nécessaire, être soumises par voie d'ordonnance à des dispositions spéciales remplaçant en tout ou en partie certaines prescriptions légales, comme l'interdiction de travailler le dimanche prévue à l'art. 18 LTr (<ref-ruling> consid. 4.1 p. 266). Parmi les travailleurs visés figure le personnel au sol des transports aériens (art. 27 al. 2 let. k LTr).
L'ordonnance 2 du 10 mai 2000 relative à la loi sur le travail (Dispositions spéciales pour certaines catégories d'entreprises ou de travailleurs; OLT 2; RS 822.112) concrétise l'art. 27 al. 1 LTr. En vertu des art. 3 et 4 al. 2 OLT 2, les catégories d'entreprises visées dans la section 3 de l'ordonnance (art. 15 à 52 OLT 2) peuvent, sans autorisation officielle, occuper des travailleurs pendant la totalité ou une partie du dimanche. En application de l'art. 12 al. 1 OLT 2, les travailleurs doivent cependant bénéficier d'au moins 26 dimanches de congé par année civile, qui peuvent être répartis de manière irrégulière au cours de l'année. L'art. 47 OLT 2 est consacré au personnel au sol du secteur de la navigation aérienne. Il découle de son alinéa 1, qui renvoie notamment aux art. 4 al. 2 et 12 al. 1 OLT 2, que ce personnel peut travailler sans autorisation officielle tout le dimanche, mais qu'il doit bénéficier d'au moins 26 dimanches de congé par année civile. Sont réputés personnel au sol du secteur de la navigation aérienne les travailleurs qui fournissent des prestations servant à garantir la bonne marche des services de vol (art. 47 al. 3 OLT 2).
4.3 Il convient par ailleurs de préciser qu'en application de l'art. 21 al. 4 OLT 1, ne sont pas portés au compte des dimanches de congé légaux les dimanches coïncidant avec les vacances des travailleurs occupés le dimanche. Pour connaître le nombre de dimanches libres après déduction des vacances, il faut ainsi appliquer un calcul au pro rata. Un travailleur soumis au régime de l'art. 12 al. 1 OLT 2 et bénéficiant de 5 semaines de vacances par année civile, doit par conséquent disposer de 24 dimanches de congé, vacances non comprises, soit d'un total de 29 dimanches de congé, vacances comprises (cf. SECO, Commentaire de la loi sur le travail et des ordonnances 1 et 2, état septembre 2012, www.seco.admin.ch, sous Documentation / Publications et formulaires / Aide-mémoire et feuilles d'information / Travail, p. 1 ad art. 12 OLT 2).
5. La dérogation litigieuse accordée par le Seco et annulée par le Tribunal administratif fédéral repose sur l'art. 28 LTr. Cette disposition prévoit que, dans les permis concernant la durée du travail, l'autorité peut, à titre exceptionnel, apporter de minimes dérogations aux prescriptions de la loi et de l'ordonnance, lorsque l'application de ces prescriptions entraînerait des difficultés extraordinaires et que la majorité des travailleurs intéressés ou leurs représentants dans l'entreprise consentent à ces dérogations.
Savoir si le recourant remplit en l'espèce les conditions prévues par cette disposition pour pouvoir bénéficier d'une dérogation minime n'a de sens que si l'Aéroport peut se prévaloir de l'art. 28 LTr. Il convient donc, en premier lieu, de déterminer si l'art. 28 LTr s'applique aux entreprises qui, comme le recourant, sont visées par les dispositions spéciales prévues à l'art. 27 LTr (cf. supra consid. 4.2) ou si elle est réservée aux entreprises qui sont seulement soumises au régime dérogatoire général (cf. supra consid. 4.1).
5.1 Dans un arrêt du 15 juillet 2010, le Tribunal fédéral a implicitement admis l'application de l'art. 28 LTr aux entreprises soumises à l'art. 27 LTr, dès lors qu'il a examiné si les conditions de l'art. 28 LTr étaient remplies, afin de permettre au personnel de vente dans les magasins des stations-services de travailler la nuit, durant des périodes non couvertes par la dérogation accordée en application de l'art. 27 LTr (cf. <ref-ruling> consid. 2.1 p. 430 et 3.6 p. 435). Il n'a toutefois jamais approfondi les liens entre l'art. 28 LTr et l'art. 27 LTr.
De son côté, le Conseil fédéral, dans une décision datant du 29 janvier 1969 (décision publiée in Droit du Travail et Assurance-chômage, 1969, p. 1 ss), a considéré que l'art. 28 LTr n'était pas applicable aux employeurs soumis à des dispositions spéciales dérogeant au régime général et qui pouvaient déjà ordonner le travail du dimanche sans autorisation officielle. Partant, seules les entreprises qui devaient demander un permis pour le travail dominical pouvaient se prévaloir de cette disposition (décision précitée consid. 3).
5.2 La doctrine ne consacre pas de développements particuliers à la question; deux commentaires de la loi sur le travail se réfèrent à la décision du Conseil fédéral de 1969 pour en conclure que l'art. 28 LTr ne peut pas fonder des exceptions aux prescriptions légales lorsque celles-ci ne font pas l'objet d'un régime d'autorisation (cf. OLIVIER SUBILIA, in THOMAS GEISER/ADRIAN VON KAENEL/RÉMY WYLER (ÉD.), Commentaire de la loi sur le travail, 2005, n° 3 ad art. 28 LTr; KARL WEGMANN, in WALTHER HUG, Commentaire de la loi fédérale sur le travail, 1971, n° 3 ad art. 28 LTr). Dans son commentaire de l'art. 4 OLT 2, le Seco considère en revanche que les entreprises soumises au système dérogatoire de l'art. 27 LTr et de l'OLT 2 peuvent, si elles entendent par exemple occuper des travailleurs de nuit ou le dimanche au-delà des limites fixées par cette ordonnance, solliciter un permis comportant une dérogation au sens de l'art. 28 LTr (cf. SECO, op. cit., p. 1 ad art. 4 OLT 2).
5.3 Dans ce contexte, le champ d'application de l'art. 28 LTr mérite d'être analysé selon les règles usuelles en matière d'interprétation des textes légaux.
5.3.1 La loi s'interprète en premier lieu selon sa lettre (interprétation littérale). Si le texte n'est pas absolument clair, si plusieurs interprétations sont possibles, il convient de rechercher quelle est la véritable portée de la norme, en la dégageant de tous les éléments à considérer, soit notamment des travaux préparatoires (interprétation historique), du but de la règle, de son esprit, ainsi que des valeurs sur lesquelles elle repose, singulièrement de l'intérêt protégé (interprétation téléologique) ou encore de sa relation avec d'autres dispositions légales (interprétation systématique). Le Tribunal fédéral ne privilégie aucune méthode d'interprétation, mais s'inspire d'un pluralisme pragmatique pour rechercher le sens véritable de la norme. Il ne se fonde sur la compréhension littérale du texte que s'il en découle sans ambiguïté une solution matériellement juste (cf. <ref-ruling> consid. 4.1 p. 170 s.; arrêt 9C_403/2011 du 12 juin 2012 consid. 4.2.1).
5.3.2 Le texte de l'art. 28 LTr, dans la mesure où il indique que les légères dérogations peuvent être accordées "dans les permis concernant la durée du travail" plaide plutôt en faveur d'une application limitée aux entreprises soumises au système d'autorisation, qui doivent demander un permis pour déroger aux prescriptions légales. Cette disposition n'institue en effet pas une règle dérogatoire générale, mais un système dont l'application doit être contrôlée par l'autorité administrative par le biais d'un permis (cf. SUBILIA, op. cit., n° 3 ad art. 28 LTr). Le texte de l'art. 28 LTr n'exclut toutefois pas qu'une entreprise visée par l'art. 27 LTr puisse, à condition qu'un permis lui soit octroyé, se prévaloir de l'art. 28 LTr.
L'art. 28 LTr figurait dans la version initiale de la loi sur le travail du 13 mars 1964 (RO 1966 57) et n'a pas été modifié depuis lors. Il ressort du message du Conseil fédéral du 30 septembre 1960 concernant un projet de loi sur le travail (FF 1960 II 885 ss) que les légères dérogations se rapportent aux permis relatifs à la durée du travail et doivent permettre à certaines conditions à l'autorité de déroger très légèrement aux prescriptions légales lorsque celles-ci susciteraient des difficultés extraordinaires. Il est précisé que cette règle était reprise de l'art. 181 al. 2 de l'ordonnance portant exécution de la loi sur les fabriques, qui s'était révélée pratiquement indispensable (cf. FF 1960 II 964). Hormis cette nécessité, déjà reconnue sous l'empire de la loi sur les fabriques, de permettre des dérogations légères au système légal, les travaux préparatoires ne font que confirmer le lien entre l'octroi d'un permis et l'art. 28 LTr.
Contrairement à l'art. 28 LTr, les dispositions instituant le régime général de dérogation ont été révisées depuis l'entrée en vigueur de la loi sur le travail en 1966. L'art. 27 al. 1 LTr a ainsi subi des adaptations rédactionnelles (cf. Révision de la loi sur le travail, Rapport de la commission de l'économie et des redevances du Conseil national du 17 novembre 1997, FF 1998 1128, spéc. p. 1137 et 1166), alors que l'OLT 2 a été remaniée en profondeur, le 10 mai 2000, en vue de répondre de manière plus adéquate aux nouveaux besoins de l'économie (RO 2000 1623). L'OLT 2 révisée modifie l'approche de l'ancien droit. L'aOLT 2 du 14 janvier 1966 (RO 1966 119) prévoyait, pour certaines catégories d'entreprises et de travailleurs, des dispositions spéciales remplaçant les prescriptions de la loi qui concernent la durée du travail, celles-ci étant déclarées inapplicables (cf. FF 1960 II 960). De son côté, l'OLT 2 du 10 mai 2000 crée des dispositions générales de remplacement (cf. art. 2 à 14 OLT 2), constituant en quelque sorte une loi sur le travail parallèle, et indique, pour chaque catégorie d'entreprise, si ce sont les règles de la loi sur le travail ou les dispositions générales figurant dans l'OLT 2 qui s'appliquent (cf. SUBILIA, op. cit., n° 7 ad art. 27 LTr). Les entreprises au bénéfice du système dérogatoire mis en place par l'OLT 2 ne sont donc désormais plus soumises à des dispositions spéciales remplaçant le régime ordinaire, mais sont assujetties à des dispositions générales différentes, figurant dans l'OLT 2 plutôt que dans la loi sur le travail. Depuis cette modification, on ne voit donc pas que ces entreprises, si elles souhaitent s'écarter des règles générales qui leur sont applicables - qu'elles figurent dans l'OLT 2 ou dans la LTr - soient privées de la possibilité d'en demander l'autorisation et d'obtenir un permis de l'autorité compétente.
5.3.3 En résumé, il n'y a pas lieu de s'écarter de l'interprétation implicite retenue à l'<ref-ruling>, qui admet que les entreprises au bénéfice de dispositions spéciales au sens de l'art. 27 LTr puissent se voir accorder une dérogation minime au sens de l'art. 28 LTr, ce qui leur permet de s'écarter du cadre fixé par l'OLT 2 et par la loi sur le travail. Leur refuser cette possibilité reviendrait à les empêcher de se prévaloir d'une certaine souplesse dans l'application des règles légales, alors que le législateur a précisément reconnu la nécessité économique pour les entreprises de certaines branches économiques de bénéficier d'un cadre moins étroit (cf. SECO, op. cit., p. 1 ad art. 27 LTr). En d'autres termes, il n'est pas logique de permettre des dérogations minimes aux entreprises pour lesquelles travailler la nuit ou le dimanche n'est pas considéré comme indispensable et de le refuser aux entreprises dont l'activité même suppose déjà des aménagements spéciaux, mais qui ont été limités. Rappelons que, selon le système dérogatoire mis en place dans l'OLT 2, l'exemption de travailler la nuit ou le dimanche ne porte pas forcément sur toute la durée de la nuit ou du dimanche, mais selon les entreprises se limite à une partie de la nuit ou du dimanche ou à un certain nombre de dimanches (cf. art. 4 ss OLT 2).
Par conséquent, dans la mesure où une entreprise soumise aux dispositions spéciales au sens de l'art. 27 LTr demande une dérogation qui va au-delà de ce que la loi ou l'OLT 2 lui permet sans autorisation, elle doit être traitée comme les autres entreprises qui sollicitent une dérogation et partant, peut bénéficier, comme celles-ci, de l'art. 28 LTr lorsque les conditions en sont remplies.
Dans le cas d'espèce, cela signifie que le recourant, qui bénéficie pour son personnel au sol, d'une dérogation générale pour le travail le dimanche à condition qu'il accorde 26 dimanches de congé par an (cf. supra consid. 4.2), peut demander une autorisation pour dépasser cette limite et, dans ce cadre, se voir appliquer l'art. 28 LTr.
6. Il se justifie ainsi de vérifier si la dérogation que demande le recourant remplit les conditions de l'art. 28 LTr.
6.1 Dès lors qu'il permet de s'écarter des prescriptions légales générales, l'art. 28 LTr doit être interprété de manière restrictive; la dérogation doit demeurer du domaine de l'exception et ne pas porter atteinte au but de protection de la loi (cf. WEGMANN, op. cit., n° 4 ad art. 28 LTr; SUBILIA, op. cit., n° 5 ad art. 28 LTr; cf. arrêt 2C_892/2011 du 17 mars 2012 consid. 3.3 en ce qui concerne spécifiquement les dérogations au travail du dimanche). Elle n'autorise pas la mise en place d'une dérogation générale, mais une exception fondée sur un cas concret (cf. WEGMANN, op. cit., n° 2 ad art. 28 LTr; SUBILIA, op. cit., n° 3 ad art. 28 LTr) et suppose donc un examen de l'ensemble des circonstances du cas d'espèce.
La doctrine déduit de l'art. 28 LTr qu'une dérogation reposant sur cette disposition suppose la réalisation de trois conditions (cf. SUBILIA, op. cit., n° 5 ss ad art. 28 LTr; WEGMANN, op. cit., n° 4 ss ad art. 28 LTr). Premièrement, le texte de l'art. 28 LTr exige l'accord des travailleurs (majorité des travailleurs intéressés ou de leurs représentants dans l'entreprise; cf. arrêt 4A_93/2012 du 21 mai 2012 consid. 4.4). Ce consentement doit intervenir dans le respect du droit en vigueur. Il suppose donc que les travailleurs ou leurs représentants aient été informés et consultés en application de l'art. 48 al. 1 let. b LTr et conformément à la loi fédérale du 17 décembre 1993 sur l'information et la consultation des travailleurs dans les entreprises (loi sur la participation; RS 822.14; cf. SUBILIA, op.cit., n° 8 ad art. 28 LTr).
Deuxièmement, le respect de la loi ou de l'ordonnance doit entraîner des difficultés extraordinaires, qui ne sont pas imputables à une mauvaise organisation de l'entreprise. Cela signifie que la dérogation doit revêtir un caractère indispensable, soit apparaître comme une ultima ratio, qui est accordée lorsqu'aucune mesure moins contraignante ne semble concevable (cf. WEGMANN, op. cit., n° 5 ad art. 28 LTr; SUBILIA, op. cit., n° 6 ad art. 28 LTr).
Il faut troisièmement que la dérogation soit minime. Cette notion n'est définie ni dans la loi ni dans l'ordonnance (cf. SUBILIA, op. cit., n° 5 ad art. 28 LTr). Elle ne peut du reste faire l'objet d'une formule abstraite, le caractère minime dépendant de son importance pratique pour le travailleur - importance en chiffres absolus ou en pourcentage de la prolongation de la durée du travail ou de la réduction de la durée de repos - et de la durée pour laquelle la dérogation est autorisée (cf. WEGMANN, op. cit., n° 6 ad art. 28 LTr; SUBILIA, op. cit., n° 5 ad art. 28 LTr); en tous les cas, elle ne doit pas avoir pour effet de vider de son sens le but de protection visé par la disposition à laquelle il est dérogé (cf. arrêt 2A.41/1993 du 12 août 1994 consid. 2b in fine; WEGMANN, op. cit., n° 6 ad art. 28 LTr). Le caractère minime de la dérogation doit s'apprécier au regard de l'ensemble des circonstances. Le repos dominical est ainsi un élément important de la législation sur la protection des travailleurs et il n'appartient pas au juge d'interpréter de manière large et contraire à l'esprit de la loi les exceptions au travail dominical, car cela reviendrait à vider de sa substance le principe de l'interdiction de travailler le dimanche expressément inscrit à l'art. 18 LTr, quand bien même les habitudes des consommateurs auraient subi une certaine évolution depuis l'adoption de la règle (cf. <ref-ruling> consid. 5.5 p. 270 s.). Il convient de tenir également compte du fait que les entreprises de navigation aérienne disposent déjà d'une dérogation générale dès lors que le personnel au sol de ces entreprises ne se voit garantir que 26 dimanches de congé par année qui peuvent être répartis de manière irrégulière au cours de l'année civile (art. 12 al. 1 OLT 2; cf. SECO, op. cit., p. 1 ad art. 12 OLT 2). Enfin, on retiendra encore que le Conseil fédéral a décidé d'octroyer au personnel au sol du secteur de la navigation aérienne 26 dimanches de congé par année civile lors de la révision totale de l'OLT 2, adoptée le 10 mai 2000, alors que l'aOLT 2 du 1er février 1966 prévoyait encore, à son art. 61 al. 2, que ce personnel ne pouvait prétendre qu'à 20 dimanches de congé par année civile (cf. RO 1966 119).
6.2 En ce qui concerne le consentement des travailleurs, l'arrêt attaqué retient que la Commission consultative du personnel de l'Aéroport, qui défend les intérêts du personnel en application des art. 48 al. 1 let. b LTr et 10 de la loi sur la participation, a été consultée sur la question des 26 dimanches de congé et sur le dépôt d'une demande de dérogation et a donné un préavis favorable concernant les modalités d'application de la dérogation. Le personnel des services concernés a ensuite été dûment informé sur la demande de dérogation, ses modalités d'application et les conséquences d'un refus. Invitée à s'exprimer en faveur ou en défaveur de la dérogation au moyen d'un vote à bulletin secret qui s'est déroulé du 11 au 14 octobre 2010, la majorité du personnel concerné s'est prononcée en faveur de la dérogation. Sur la base de ces éléments, il apparaît que le consentement exigé par l'art. 28 LTr a été correctement donné et que les exigences posées par la loi sur la participation concernant la consultation et l'information des travailleurs ont été respectées.
Les intimés contestent la réalisation de cette condition, en affirmant que la procédure de contestation ne remplissait pas les exigences d'impartialité et de transparence. Leur critique ne remplit cependant pas les exigences de motivation imposées par les art. 42 al. 2 et 97 al. 1 LTF, dès lors qu'elle est non seulement dépourvue de toute substance juridique, mais s'écarte de l'arrêt attaqué qui a retenu que le personnel concerné n'avait pas été informé de manière inexacte, lacunaire ou encore partiale, sans expliquer en quoi cette appréciation des faits serait manifestement inexacte ou arbitraire (cf. <ref-ruling> consid. 1.2 p. 511). Il n'y a donc pas lieu d'entrer plus avant sur ce point.
6.3 Il ressort des constatations de fait de l'arrêt attaqué que, compte tenu des horaires actuels, il n'est pas possible au recourant de respecter la prescription des 26 dimanches de congé, vacances non comprises, dans les services concernés. Cette impossibilité ne lui est pas imputable; selon l'arrêt attaqué, il découle du fait que l'Aéroport, au moment d'établir les horaires de travail actuels, a présumé que les dimanches coïncidant avec les vacances pouvaient être pris en compte dans les 26 dimanches de congé. Cette interprétation s'étant avérée erronée, un travailleur disposant de 5 semaines de vacances doit bénéficier d'au moins 29 dimanches de congé par année (cf. supra consid. 4.3). Seule une refonte totale des horaires permettrait au recourant de respecter cette exigence et les juges précédents ont retenu que l'Aéroport avait rendu crédible que l'obligation de se conformer à l'art. 12 al. 1 OLT 2 le placerait devant une situation difficile, des mesures de réorganisation ne pouvant intervenir dans l'immédiat. Selon l'arrêt attaqué, une dérogation, limitée dans le temps, s'avérait ainsi nécessaire au bon fonctionnement des services concernés et à la bonne exécution de la mission attribuée à l'Aéroport, dès lors qu'il ne paraissait pas y avoir d'alternative moins contraignante que la dérogation.
Les intimés contestent que l'application de l'art. 12 al. 1 OLT 2 entraînerait pour le recourant des difficultés extraordinaires.
L'appréciation de l'instance précédente est corroborée par le fait qu'il est reconnu que le respect de la règle des 26 dimanches de congé pour le personnel au sol des entreprises de transport aérien ne va pas sans poser problème. Une motion a d'ailleurs été déposée le 17 juin 2010 par le Conseiller national Jean-René Germanier en vue de modifier l'art. 47 al. 1 de l'OLT 2 de sorte à mettre le personnel au sol du secteur de la navigation aérienne au bénéfice de l'art. 12 al. 2 OLT 2, soit 12 dimanches de congé par année civile (cf. Motion 10.3508 Dimanches de congé. Égalité de traitement pour les entreprises employant du personnel au sol dans le secteur de la navigation aérienne) au motif que la plupart des entreprises employant du personnel au sol n'était pas en mesure de respecter l'art. 12 al. 1 OLT 2 et était au bénéfice d'autorisations extraordinaires délivrées par le Seco. Dans sa réponse du 1er septembre 2010, le Conseil fédéral a proposé le rejet de la motion mais déclaré être conscient des difficultés d'application de la loi sur le travail en ce domaine. Il a également confirmé que, pour y remédier, le Seco délivrait des dérogations particulières permettant aux travailleurs de bénéficier d'au moins 20 dimanches de congé par année civile, ce qui garantissait une meilleure protection des travailleurs que la modification proposée qui ferait passer à 12 le nombre de dimanches de congé garantis. Il était cependant prêt à examiner avec les partenaires sociaux si une révision de l'OLT 2 était nécessaire.
Bien que l'on doive ainsi, avec le Tribunal administratif fédéral, retenir que le recourant rencontre des difficultés pour respecter la règle des 26 dimanches de congé pour le personnel au sol des entreprises de transport aérien, il y a cependant lieu de rappeler que l'art. 28 LTr n'autorise pas la mise en place d'une dérogation générale, mais institue une exception fondée sur un cas concret. Or, lorsque c'est une branche entière qui rencontre la même difficulté, on peut se demander si l'on peut encore parler d'une telle exception concrète et particulière. Il s'agit avant tout d'un problème structurel qui doit, à terme, être résolu par le biais d'une révision de la dérogation générale, soit en l'espèce par une modification de l'art. 47 OLT 2, et non par des dérogations individuelles accordées à toutes les entreprises concernées. Le point de savoir si, s'agissant d'un problème structurel propre à une branche, il est néanmoins possible de considérer que le recourant est confronté à des difficultés extraordinaires au sens de l'art. 28 LTr peut cependant demeurer indécis dès lors que la dernière condition à l'application de cette disposition n'est pas remplie.
6.4 Il faut en effet que la dérogation requise puisse, compte tenu des circonstances, être qualifiée de minime comme l'a retenu le Seco, dont l'appréciation n'a pas été suivie par le Tribunal administratif fédéral. Cette dérogation revient à faire passer de 26 à 20 les dimanches de congé prévus à l'art. 12 al. 1 OLT 2. Si l'on tient compte des chiffres bruts, on aboutit à une réduction de 23 % des dimanches de congé auxquels le personnel au sol a droit dans l'année, ce qui n'est pas négligeable. La réduction des dimanches de congé est certes accompagnée de compensations qui atténuent les effets négatifs que peut représenter le travail dominical sur la vie sociale et familiale, qui existent encore, même si l'évolution de la société tend à plus de flexibilité. Ainsi, chaque travailleur concerné a droit, dès le 23e dimanche travaillé dans l'année, à une compensation de 25 % de la durée du travail effectué pendant la période du dimanche. En outre, comme le rythme de travail pour la plupart des employés concernés se répartit sur 3 jours travaillés, 2 jours de libre, ce qui était expressément souhaité par le personnel selon les constatations de l'arrêt attaqué, cette dérogation n'a pas pour effet de provoquer de longues périodes de travail sans congé qui seraient nuisibles à la santé. Toutefois, ces compensations ne suffisent pas. En effet, au regard de la volonté récente du Conseil fédéral d'augmenter de 20 à 26 le nombre minimum de dimanches de congé pour le personnel au sol du secteur de la navigation aérienne, du pourcentage de 23 % et de la durée conséquente de trois ans de l'abaissement demandé, la dérogation requise ne saurait cependant être qualifiée de minime.
Les conditions propres à l'obtention d'une dérogation au sens de l'art. 28 LTr ne sont ainsi pas réalisées.
7. Selon les constatations de l'arrêt attaqué, le Seco a accordé ces dernières années à 28 entreprises de la branche de la navigation aérienne des dérogations fondées sur l'art. 28 LTr leur permettant de ramener à 20 le nombre minimum de dimanches de congé pour le personnel au sol du secteur de la navigation aérienne. Il convient par conséquent de se demander si, comme l'allègue le recourant, celui-ci doit être mis au bénéfice de l'égalité dans l'illégalité.
7.1 Le principe de la légalité de l'activité administrative prévaut en principe sur celui de l'égalité de traitement. En conséquence, le justiciable ne peut généralement pas se prétendre victime d'une inégalité devant la loi lorsque celle-ci est correctement appliquée à son cas, alors qu'elle aurait été faussement, voire pas appliquée du tout, dans d'autres cas. Cela présuppose cependant, de la part de l'autorité dont la décision est attaquée, la volonté d'appliquer correctement à l'avenir les dispositions légales en question. Le citoyen ne peut prétendre à l'égalité dans l'illégalité que s'il y a lieu de prévoir que l'administration persévérera dans l'inobservation de la loi. Il faut encore que l'autorité n'ait pas respecté la loi selon une pratique constante, et non pas dans un ou quelques cas isolés, et qu'aucun intérêt public ou privé prépondérant n'impose de donner la préférence au respect de la légalité (arrêt 1C_482/2010 du 14 avril 2011 consid. 5.1; cf. <ref-ruling> consid. 5.6 p. 78).
7.2 Dans l'arrêt attaqué, le Tribunal administratif fédéral a retenu que rien ne laissait penser que l'autorité inférieure persisterait, après l'entrée en force de l'arrêt, dans sa pratique dont l'illégalité aurait été établie par un tribunal, ajoutant que cette autorité ne s'était pas exprimée sur ses intentions dans le cas où une telle hypothèse devrait se réaliser. Cette appréciation sur les intentions futures du Seco ne saurait prêter le flanc à la critique. En effet, s'il est exact que cette autorité accorde, depuis plusieurs années aux entreprises de navigation aérienne qui en expriment le besoin, des dérogations à l'art. 12 al. 1 OLT 2 en se fondant sur l'art. 28 LTr, le Tribunal administratif fédéral a également souligné que le Seco avait relevé lui-même, dans sa réponse au recours, que sa pratique tendant à agir par le biais d'autorisations individuelles n'était pas sans poser problème. Le recourant ne peut par conséquent être mis au bénéfice de l'égalité dans l'illégalité.
8. Cela ne signifie pas encore que la dérogation accordée au recourant et dont l'effet est limité au 31 décembre 2013 ne peut être maintenue. En effet, il est établi que l'ensemble de la branche rencontre des problèmes pour accorder un minimum de 26 dimanches de congé au personnel au sol de la navigation aérienne. Les autorités politiques et législatives examinent actuellement la nécessité d'une adaptation de l'art. 47 OLT 2 dans ce domaine (cf. supra consid. 6.3). Or, une éventuelle adaptation nécessite du temps, en particulier parce que le Conseil fédéral est tenu de consulter les cantons, la Commission fédérale du travail et les organisations économiques intéressées (cf. art. 40 al. 2 LTr) avant de modifier ses ordonnances.
Dans l'intervalle, le recourant, à l'instar de l'ensemble des entreprises de la branche, rencontre des difficultés pour respecter la règle des 26 dimanches de congé pour le personnel au sol des entreprises de transport aérien. Or, il n'y a pas de raison de faire supporter au seul recourant les conséquences immédiates, alors que jusqu'à présent, les entreprises occupant du personnel au sol de la navigation aérienne obtenaient des autorisations du Seco leur permettant de déroger à l'obligation d'accorder 26 dimanches de congé par année civile. En outre, dans l'hypothèse où le Conseil fédéral déciderait de renoncer à procéder à une adaptation de l'art. 47 OLT 2, la refonte totale des horaires qui permettrait au recourant de respecter cette exigence implique une réorganisation complète de son fonctionnement qui ne peut intervenir à court terme. Une dérogation, limitée dans le temps, s'avère dans ce contexte nécessaire au bon fonctionnement des services concernés et à la bonne exécution de la mission attribuée à l'Aéroport, attendu que les autres aéroports situés en Suisse bénéficient également d'une telle dérogation. Il se justifie par conséquent de maintenir l'autorisation accordée par le Seco le 25 février 2011, dans la mesure où elle n'est valable que jusqu'au 31 décembre 2013. Ce délai permettra au recourant soit de procéder à la refonte complète des horaires des employés concernés, afin de respecter à l'avenir l'exigence d'un nombre minimal de 26 dimanches de congé par année civile, soit d'y renoncer si le Conseil fédéral révise dans l'intervalle l'art. 47 OLT 2 dans le sens souhaité par le secteur de la navigation aérienne.
9. Au vu de ce qui précède, le recours doit être admis dans le sens des considérants, l'arrêt attaqué annulé sur le fond et la décision du Secrétariat d'État à l'économie du 25 février 2011 confirmée. Les frais et dépens tels que prononcés par le Tribunal administratif fédéral sont pour leur part maintenus.
Compte tenu du caractère illégal de la dérogation accordée au recourant par le Seco, il se justifie de mettre les frais de la présente procédure de recours à sa charge (art. 66 al. 1 LTF) et de l'astreindre à verser des dépens aux intimés, créanciers solidaires (art. 68 al. 1 et 2 LTF).

Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1. Le recours est admis dans le sens des considérants et l'arrêt attaqué est annulé.
2. La décision du Secrétariat d'État à l'économie du 25 février 2011 est confirmée.
3. Les frais judiciaires, arrêtés à CHF 3'000.-, sont mis à la charge du recourant.
4. Le recourant versera aux intimés, créanciers solidaires, une indemnité de CHF 4'000.- à titre de dépens.
5. Le présent arrêt est communiqué aux parties, au Secrétariat d'État à l'économie SECO et au Tribunal administratif fédéral, Cour II.
Lausanne, le 26 octobre 2012
Au nom de la IIe Cour de droit public
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: Zünd
La Greffière: Beti