Citation: 4A_75/2022 E. A

A.a. Le 13 avril 1983, A.________ AG (ci-après: la bailleresse) et C.________ (ci-après: le locataire) ont conclu un bail à loyer portant sur un appartement de 5 pièces dans un immeuble sis à l'avenue... à Genève, propriété de la bailleresse. Le loyer annuel de l'appartement s'élevait à 9'060 fr., charges en sus. Le contrat a été conclu pour une durée initiale de 18 mois, du 1 er avril 1983 au 30 septembre 1984, et était ensuite renouvelable tacitement d'année en année, sauf résiliation signifiée trois mois avant l'échéance. Par avenant au bail à loyer, B.________ (ci-après: la locataire; ensemble avec C.________ : les locataires) est devenue, à compter du 1 er octobre 2006, locataire de l'appartement conjointement et solidairement avec C.________, les autres clauses du bail demeurant inchangées. A.b. L'immeuble a été construit en 1920 et comprend 24 appartements. Il a subi des travaux de rénovation en 2000 (rénovation des façades, fenêtres, volets roulants et installation d'un chauffage à mazout) et en 2009 (modernisation de l'ascenseur). A.c. Par avis de majoration de loyer du 22 février 2012, la bailleresse a déclaré porter le loyer annuel de l'appartement à 10'860 fr., charges de 2'563 fr. en sus, dès le 1 er octobre 2012 et a proposé une nouvelle échéance du bail au 30 septembre 2017. Cet avis est motivé comme suit : "Adaptation aux loyers usuels du quartier selon l'art. 269a CO - Proposition d'un nouveau bail de 5 ans au loyer indexé (art. 269b CO) renouvelable de 5 ans en 5 ans indice janvier 2012 base 2010. En cas de prestations supplémentaires au sens des art. 269a let. b CO et 14 OBLF, le bailleur se réserve expressément le droit de majorer le loyer en cours de bail, en sus de l'adaptation de celui-ci à l'évolution de l'ISPC. Il est pris note entre les parties que le locataire peut résilier son bail dès la 2ème année, moyennant un préavis de résiliation de 3 mois pour une échéance annuelle. En annexe: clause d'indexation." Cette hausse de loyer n'a pas été contestée. A.d. Le 25 février 2015, l'Office des autorisations de construire a délivré à la bailleresse une autorisation portant sur la rénovation de l'immeuble et des installations sanitaires des 24 appartements et sur la création d'un exutoire de fumée. Une partie des travaux effectués concernait une mise aux normes (électricité, garde-corps, portes anti-feu), l'assainissement des cuisines, locaux sanitaires, conduites. Les cuisines et salles de bains étaient vétustes et de nombreuses fuites avaient eu lieu en raison de l'état de vieillissement préoccupant des conduites sanitaires. Les travaux se sont déroulés du 24 août 2015 au 30 novembre 2016 et ont consisté plus particulièrement en la rénovation des cuisines, des sanitaires et des colonnes sanitaires de l'immeuble. Le décompte final établi par la bailleresse le 25 octobre 2017 fait état d'un coût total du chantier de 2'498'247 fr.70, dont 2'449'069 fr.40 correspondent aux travaux de rénovation. A.e. L'état locatif de l'immeuble au 31 juillet 2015 s'élevait à 349'920 fr. A.f. La bailleresse a adressé deux avis de majoration du loyer, le premier - en date du 1 er juin 2018 - au locataire seul et le second - le 29 janvier 2019 - aux deux locataires. Elle y déclarait vouloir porter le loyer à 17'025 fr. par année, charges de 2'280 fr. en sus, à compter du 1 er octobre 2018, respectivement à compter du 1 er octobre 2019. Les deux avis contenait la motivation suivante: " DCTI selon art. 269a CO let. b prestations supplémentaires du bailleur ".