Citation: 1C_493/2016 E. B

Agissant par la voie du recours en matière de droit public, la Municipalité de Lausanne demande principalement au Tribunal fédéral de réformer l'arrêt du 15 septembre 2016 en ce sens que la décision municipale du 20 mai 2015 est confirmée. Elle conclut subsidiairement à l'annulation de l'arrêt attaqué et au renvoi de la cause à l'instance précédente pour nouvel arrêt au sens des considérants. Le Tribunal cantonal et l'intimée concluent au rejet du recours. Le Service Immeubles, patrimoine et Logistique du canton de Vaud renonce à se déterminer. B.B.________ et C.B.________ ainsi que l'Association D.________ (ci-après: les opposants) concluent à l'admission du recours. Un second échange d'écritures a eu lieu, au terme duquel les parties ont maintenu leurs conclusions respectives. La recourante a renoncé à se déterminer une troisième fois, alors que l'intimée a encore déposé des observations par courrier du 9 février 2017.