Citation: 1C_273/2021 E. B

B.a. Le 19 septembre 2008, le Département du territoire de la République et canton de Genève (ci-après: le Département), interpelé par le propriétaire de la parcelle concernée, a exposé qu'il était disposé à entrer en matière sur le principe d'une dérogation au sens de l'art. 31 al. 2 de l'ordonnance fédérale sur la protection contre le bruit du 15 décembre 1986 (OPB; RS 814.41). B.b. En date du 22 décembre 2008, le propriétaire de la parcelle concernée et C.________ SA ont conclu une promesse de vente et d'achat de la parcelle sous la condition suspensive que la seconde obtienne l'autorisation d'y construire trois villas. Le 4 janvier 2011, le Département a refusé à C.________ SA l'autorisation de construire requise, au motif qu'un projet de modification des limites de zones avait été mis à l'enquête. Le dossier d'instruction contenait notamment deux préavis négatifs du service de protection contre le bruit et les rayonnements non ionisants des 10 juin et 24 juillet 2009, ainsi qu'un rapport acoustique du bureau D.________ SA du 3 juillet 2009. Par jugement du 28 octobre 2011, le Tribunal administratif de première instance du canton de Genève (ci-après: le TAPI) a rejeté le recours de C.________ SA et confirmé la décision du Département. Par arrêt du 30 juillet 2013, la Chambre administrative de la Cour de justice de la République et canton de Genève (ci-après: la Cour de justice) a admis le recours interjeté par C.________ SA et renvoyé la cause au Département pour délivrance de l'autorisation de construire requise: le projet de modification des limites de zones n'avait pas été adopté et le propriétaire avait recouvré tous ses droits sur la parcelle; la question de savoir si le projet de construction respectait les exigences posées par l'art. 31 al. 1 OPB faisait appel à des compétences techniques et pouvait demeurer indécise; les conditions d'octroi d'une dérogation au sens de l'art. 31 al. 2 OPB étaient remplies: le groupe de bâtiments dans lequel s'inscrivait la parcelle constituait une enclave bâtie pouvant être assimilée à un hameau et la jurisprudence octroyant une dérogation en cas de brèche du milieu bâti pouvait être étendue à la parcelle en question. Le 9 décembre 2013, le Département a délivré à C.________ SA l'autorisation de construire requise. B.c. B.________ SA est devenue propriétaire de la parcelle n° 3'440 en mars 2015. En date du 23 décembre 2016, A.________, architecte, a déposé, pour le compte de B.________ SA, une nouvelle demande d'autorisation de construire trois villas avec couverts et chauffage par pompe à chaleur auprès du Département. Le Service de l'air, du bruit et des rayonnements non ionisant du canton de Genève (ci-après: le SABRA) a rendu un préavis négatif le 23 février 2017: les valeurs limites d'immissions (ci-après: VLI) de l'annexe 5 de l'OPB correspondant au degré de sensibilité II étaient largement dépassées sur toutes les périodes, soit de 4 à 5 dB durant la période diurne, de 4 à 5 dB entre 22 et 23 heures et de 3 à 4 dB entre 23 heures et minuit. Les autres préavis étaient favorables. A.________ a alors produit un rapport du bureau E.________ du 28 juin 2017, selon lequel l'isolation qui avait été prévue dans le projet autorisé avait été améliorée par le remplacement de certaines fenêtres ouvrantes par des verres fixes, ainsi que la réalisation d'un avant-toit avec panneaux latéraux de protection qui permettraient que les VLI soient respectées. Le SABRA a rendu un second préavis négatif le 9 novembre 2017, estimant que les conditions de l'art. 31 al. 1 OPB n'étaient pas respectées. B.d. Le 26 juillet 2018, le Département a refusé l'autorisation de construire requise, motif pris que le projet de construction en question serait contraire aux art. 22 al. 1 et 2 de la loi fédérale sur la protection de l'environnement du 7 octobre 1983 (LPE; RS 814.01) et 31 al. 1 OPB et ne remplirait pas les conditions dérogatoires de l'art. 31 al. 2 OPB.