Faits:
A.
Le 12 octobre 2012, le Grand Conseil du canton de Genève a adopté une modification de la loi sur les transports publics genevois (LTPG, RS/GE H 1 55) ajoutant notamment un alinéa 3 à l'art. 11 LTPG dont la teneur est la suivante: "les membres du conseil d'administration des TPG ne peuvent siéger dans un exécutif cantonal ou communal, à l'exception du membre visé à l'art. 9 al. 1 let. d de la loi" (soit le membre désigné par l'Association des communes genevoises). Cette modification tend à prévenir les conflits d'intérêts et à adapter le droit genevois à l'art. 29 al. 1 let. e de la loi fédérale sur le transport de voyageurs (LTV, RS 745.1), selon lequel le conseil d'administration de l'entreprise ne doit comprendre aucune personne qui participe directement au processus de commande ou est employée dans une unité administrative participant à ce processus. Cette modification est entrée en vigueur le 8 décembre 2012, sans recours ni référendum.
B.
Les 14 et 28 novembre 2012, Le Conseil d'Etat genevois a écrit au Conseil administratif de la Ville de Genève, considérant que le membre de cette autorité siégeant au sein du conseil d'administration des TPG (soit Rémy Pagani, alors Maire de la Ville de Genève) serait considéré comme démissionnaire en vertu de la nouvelle disposition de la LTPG. Le Conseil administratif fit savoir, par lettre du 6 décembre 2012, que Rémy Pagani ne démissionnerait ni du Conseil administratif, ni du conseil d'administration des TPG où il avait été nommé jusqu'au 31 mai 2014. Les motifs et la constitutionnalité de la nouvelle disposition étaient contestés.
C.
Par arrêté du 7 décembre 2012, le Conseil d'Etat a constaté que l'intéressé n'était plus membre du conseil d'administration des TPG dès le 8 octobre 2012. Un nouvel arrêté a été adopté le 12 décembre 2012, remplaçant le précédent et fixant au 8 décembre 2012 la date de l'incompatibilité. Rémy Pagani et le Conseil administratif ont recouru contre ce dernier arrêté auprès de la Chambre administrative de la Cour de justice genevoise. Un recours formé contre l'arrêté précédent a été déclaré sans objet, et une demande d'effet suspensif a été rejetée le 21 décembre 2012.
D.
Par arrêt du 27 mars 2013, la Chambre administrative a rejeté le recours. Le droit d'être entendu avait été respecté, compte tenu des informations communiquées les 14 et 28 novembre 2012 et du délai accordé au 3 décembre 2012 à Rémy Pagani pour prendre position. L'art. 155 al. 6 de la Constitution genevoise (Cst./GE) permettait aux conseillers administratifs de siéger dans les conseils d'institutions, de sociétés ou de fondations de droit public auxquelles la Confédération, l'Etat ou les communes étaient intéressés; cela n'empêchait pas l'adoption de dispositions spéciales tel l'art. 11 al. 3 LTPG. Le Conseil administratif avait eu l'occasion de désigner un autre représentant, de sorte que l'autonomie communale était respectée. Le maire de la commune française de Chevrier, président de la Communauté des communes du Genevois, siégeait au sein du conseil d'administration des TPG. Toutefois, l'art. 11 al. 3 LTPG visait à assurer l'indépendance des TPG et à éviter les conflits d'intérêts. Un tel conflit n'était pas possible à l'égard d'un élu français.
E.
Le Conseil administratif et Rémy Pagani forment chacun un recours en matière de droit public. Ils demandent au Tribunal fédéral d'annuler l'arrêt cantonal et l'arrêté du Conseil d'Etat du 12 décembre 2012, et de constater que Rémy Pagani est encore membre du conseil d'administration des TPG. Subsidiairement, ils concluent au renvoi de la cause à la cour cantonale pour nouvelle décision dans le sens des considérants.
La Chambre administrative persiste dans les termes de son arrêt tout en s'en rapportant à justice. Le Conseil d'Etat conclut à l'irrecevabilité des recours, subsidiairement à leur rejet. Les recourants ont déposé de nouvelles observations. Le Conseil d'Etat a renoncé à se déterminer à nouveau.
Considérant en droit:
1.
Les deux recours sont dirigés contre un même arrêt. Leurs conclusions sont identiques et les motifs soulevés sont en grande partie similaires. Il se justifie donc de les joindre afin qu'il soit statué simultanément à leur sujet.
2.
Le Tribunal fédéral examine d'office et librement la recevabilité des recours qui lui sont soumis (ATF 139 I 475 consid. 1 et les arrêts cités).
2.1. L'arrêt attaqué est rendu dans une cause de droit public (art. 82 let. a LTF). Il constitue une décision finale (art. 90 LTF) de dernière instance cantonale (art. 86 al. 1 let. d LTF). Les recourants ont agi dans le délai fixé à l'art. 100 al. 1 LTF.
2.2. L'arrêté du Conseil d'Etat constate que Rémy Pagani (ci-après: le recourant) n'est plus membre du conseil d'administration des TPG, alors que celui-ci avait été désigné le 26 septembre 2012 pour y siéger jusqu'au 31 mai 2014. Le recourant est ainsi particulièrement atteint par la décision attaquée et a un intérêt digne de protection à son annulation (art. 89 al. 1 LTF). Pour autant que l'on considère le litige comme relevant des rapports de travail de droit public (cf. arrêt 8C_220/2010 du 18 octobre 2010 consid. 1.2 concernant un membre du conseil d'administration des Services Industriels genevois), la contestation apparaît de nature pécuniaire (art. 83 let. g LTF) et la valeur litigieuse fixée à l'art. 85 al. 1 let. b LTF est atteinte, selon les explications données en réplique par le recourant (celui-ci indique percevoir en moyenne 11'937,50 fr. de jetons de présence par année, ce qui correspond à 16'911,45 fr. pour les 17 mois restant jusqu'à l'échéance de la nomination). Le recours semble dès lors recevable, cette question n'ayant pas à être résolue définitivement compte tenu de son issue sur le fond.
2.3. Il en va de même de celui de la Ville de Genève (ci-après: la recourante) qui, agissant par son Conseil administratif, a qualité pour invoquer une violation de l'autonomie communale (art. 89 al. 2 let. c LTF). La question de savoir si et dans quelle mesure la collectivité publique dispose réellement d'autonomie dans le domaine en cause, est une question qui doit être traitée sur le fond (ATF 135 I 43 consid. 1.2 p. 45; 129 I 313 consid. 4.2 p. 319 et les références).
3.
Selon l'art. 50 al. 1 Cst., l'autonomie communale est garantie dans les limites fixées par le droit cantonal. Une commune bénéficie de la protection de son autonomie dans les domaines que le droit cantonal ne règle pas de façon exhaustive, mais qu'il laisse en tout ou partie dans la sphère communale, conférant par là aux autorités municipales une liberté de décision relativement importante. L'existence et l'étendue de l'autonomie communale dans une matière concrète sont déterminées essentiellement par la constitution et la législation cantonales. Il n'est pas nécessaire que la commune soit autonome pour l'ensemble de la tâche communale en cause; il suffit qu'elle soit autonome dans le domaine litigieux (cf. ATF 138 I 143 consid. 3.1 p. 150; 133 I 128 consid. 3.1 p. 130 s.; arrêt 1C_365/2010 du 18 janvier 2011 consid. 2, non publié in ATF 137 II 23).
3.1. L'art. 2 de la loi genevoise sur l'administration des communes (LAC; RS/GE B 6 05) garantit l'autonomie communale dans les limites du droit cantonal et fédéral. Comme le relève la recourante, cette autonomie comprend la faculté de s'organiser, dans les limites posées par la constitution et la loi cantonale. La recourante en déduit toutefois à tort qu'elle pourrait "désigner librement ses délégués". Elle ne mentionne en effet aucune disposition du droit cantonal qui lui laisserait, de manière générale, une telle faculté de désignation. Elle cite l'art. 155 al. 6 de l'ancienne Constitution genevoise (aCst./GE, en vigueur jusqu'au 1er juin 2013), selon lequel les conseillers administratifs "peuvent cependant appartenir, à titre de délégué des pouvoirs publics, aux conseils d'institutions de droit public, de sociétés ou de fondations auxquelles la Confédération, l'Etat et les communes sont intéressés, au sens de l'art. 762 CO". Elle perd cependant de vue que cette disposition (qui n'est plus en vigueur et dont on ne retrouve pas de correspondant dans la Constitution cantonale actuelle), qui déroge à la règle d'incompatibilité posée à l'alinéa précédent, constitue un principe général formulé de manière potestative. Elle ne garantit pas en particulier aux communes de pouvoir choisir librement leurs représentants au sein des organes concernés. Les règles sur l'éligibilité et les incompatibilités des conseillers communaux étant fixées par la législation cantonale d'exécution (art. 153 aCst./GE), rien n'empêche dès lors le canton d'y déroger dans une loi spéciale, à plus forte raison si cette dérogation est imposée par le droit fédéral, en l'occurrence l'art. 29 al. 1 let. d et e LTV.
Comme le relève le Conseil d'Etat, les Transports publics genevois sont un établissement de droit public cantonal (art. 1 al. 1 LTPG) placé sous la surveillance du Conseil d'Etat et de l'autorité fédérale compétente (art. 2 LTPG). Son capital est fourni par l'Etat de Genève, à qui reviendrait le produit de liquidation (art. 6 LTPG). Cet établissement est entièrement régit par le droit cantonal et c'est donc ce dernier qui fixe la composition et le mode de nomination de ses organes administratifs, y compris les motifs d'incompatibilité. Les communes ne disposent d'aucune autonomie dans ce cadre.
3.2. La recourante invoque l'ancienne teneur de l'art. 9 al. 1 let. c LTPG qui, jusqu'à sa révision, prévoyait qu'un membre du conseil d'administration était choisi en son sein par le Conseil administratif. Elle perd toutefois de vue que, lorsqu'une matière déterminée est de la compétence du législateur cantonal, celui-ci peut restreindre les prérogatives dont disposent les communes sans pour autant violer leur autonomie. En l'occurrence, la disposition en question a été modifiée par le Grand Conseil, et la nouvelle disposition n'a fait l'objet ni d'un recours, ni d'un référendum. Il n'y a plus de place, dès lors, pour l'autonomie communale.
3.3. Le recours de la Ville de Genève doit dès lors être rejeté, sans autre examen des griefs de fond.
4.
Le recourant se plaint d'une violation de son droit d'être entendu. Il reproche à la cour cantonale de ne pas avoir traité deux des cinq griefs qu'il avait soulevés. Le premier concernait l'égalité de traitement et l'arbitraire dans la loi, le second la nullité formelle de la décision attaquée, s'agissant d'une décision constatatoire.
4.1. Le droit d'être entendu garanti par l'art. 29 al. 2 Cst. implique notamment pour l'autorité l'obligation de motiver sa décision. Selon la jurisprudence, il suffit que le juge mentionne, au moins brièvement, les motifs qui l'ont guidé et sur lesquels il a fondé sa décision, de manière à ce que l'intéressé puisse se rendre compte de la portée de celle-ci et l'attaquer en connaissance de cause. L'autorité n'a pas l'obligation d'exposer et de discuter tous les faits, moyens de preuve et griefs invoqués par les parties, mais elle peut au contraire se limiter à ceux qui lui paraissent pertinents (ATF 138 I 232 consid. 5.1 p. 238 et les références).
4.2. Le recourant soutenait que rien ne justifiait la différence de traitement entre le membre du Conseil administratif et le membre désigné par l'Association des communes genevoises, dès lors que la question des éventuels conflits d'intérêts se poserait dans la même mesure. La loi serait d'ailleurs absurde - donc arbitraire -, car un conseiller administratif de la ville de Genève pourrait être autorisé à siéger au conseil d'administration des TPG en tant que représentant de l'Association des communes genevoises. La modification de la LTPG tendrait en réalité à exclure le recourant lui-même; or, la réglementation d'une situation individuelle serait inadmissible dans une loi, ce d'autant que celle-ci prévoit déjà une révocation pour justes motifs.
4.3. En l'occurrence, la contestation porte non pas sur la loi elle-même, mais sur une décision d'application. Le recourant peut certes, à l'occasion d'un contrôle concret, remettre en cause la constitutionnalité de la loi, mais il ne peut le faire qu'en tant que cela peut influer sur sa propre situation. Les griefs d'ordre plus généraux dirigés contre la disposition litigieuse, sans rapport avec la situation concrète, apparaissent sans pertinence dans ce cadre.
4.4. La cour cantonale n'a certes pas spécifiquement traité du grief d'inégalité de traitement et d'arbitraire dans la loi. Elle a toutefois répondu au grief relatif à l'application de la loi, en rappelant les exigences découlant du principe d'égalité de traitement, lesquelles s'appliquent tant aux décisions qu'aux actes normatifs. Elle a ensuite rappelé dans les détails les motifs de la modification législative, qui étaient de se conformer aux exigences d'indépendance des entreprises par rapport aux commanditaires, découlant de l'art. 29 al. 1 LTV. Elle ne s'est certes pas prononcée de manière générale sur la question de l'inégalité de traitement entre les conseillers administratifs et le représentant de l'Association des communes genevoises. Toutefois, le membre choisi par cette dernière était, en l'occurrence, maire d'une commune française, et la cour cantonale a considéré que dans de telles circonstances, la question des conflits d'intérêts ne se posait pas dans la même mesure. Le grief d'inégalité dans la loi, tel qu'il était soulevé de manière plus générale, était dès lors sans pertinence de sorte qu'il n'y a pas sur ce point de violation de l'obligation de motiver.
L'allégation selon laquelle la modification législative ne viserait que la situation particulière du maire de la Ville de Genève, ne repose que sur des suppositions, dont l'exposé des motifs rappelés dans l'arrêt attaqué fait encore ressortir l'absence de fondement. Le grief n'appelait dès lors pas non plus de motivation spécifique. Il en va de même de la désignation d'un conseiller administratif en tant que représentant de l'Association des communes, qui ne représente qu'une hypothèse non réalisée en l'occurrence.
Quant à la prétendue nullité d'une décision constatatoire, force est de retenir que l'on ne voit pas en quoi l'énumération dans la loi des motifs de révocation empêchait l'application d'une nouvelle clause d'incompatibilité dès l'entrée en vigueur de la modification législative. Il n'y a pas non plus de violation de l'obligation de motiver sur ce point.
5.
Sur le fond, le recourant reprend son grief d'inégalité de traitement. Il estime que rien ne justifierait la différence faite entre le membre désigné par le Conseil administratif de la Ville de Genève, qui ne peut pas être conseiller communal, et le membre de l'Association des communes genevoises, qui en revanche peut l'être.
5.1. Comme cela est relevé ci-dessus, la modification de la LTPG est entrée en force. Elle peut certes faire l'objet d'un contrôle préjudiciel à l'occasion d'un recours dirigé contre une décision d'application; le grief soulevé dans ce cadre doit toutefois être propre à remettre en cause la décision attaquée, faute de quoi le recourant n'a pas d'intérêt concret à le faire valoir.
5.2. Il n'est pas contesté que le membre désigné par l'Association des communes genevoises est maire d'une commune française. La cour cantonale a ainsi fondé son raisonnement sur le fait que dans ce cas, il n'existait pas de risque de conflit d'intérêts puisqu'au contraire de la Ville de Genève, qui versait des sommes importantes aux TPG (60'000'000 de fr. aux infrastructures pour les cinq dernières années, plus diverses subventions), une commune étrangère ne se trouvait pas dans la même situation. Le recourant ne remet pas en cause cette appréciation. Dès lors, dans la situation concrète, il n'y avait pas d'inégalité de traitement et la cour cantonale n'avait pas à examiner, de manière abstraite, le grief d'inégalité soulevé par le recourant à l'encontre de la LTPG. Il y a toutefois lieu de relever à ce sujet qu'il existe une différence significative entre la Ville de Genève, dont les subsides alloués au TPG apparaissent considérables, et une association de communes qui, en tant que telle, ne défend pas les intérêts individuels de ses membres. Les possibilités de conflits d'intérêts apparaissent nettement moindre dans le second cas, ce qui peut justifier une différence de traitement dans la loi.
Le recourant évoque la possibilité pour l'Association des communes genevoises de désigner un conseiller administratif de la ville pour siéger au conseil d'administration des TPG. Il s'agit là d'une simple hypothèse, qui en l'état n'est pas réalisée. La thèse selon laquelle le but de la modification législative serait d'exclure le recourant, apparaît elle aussi purement hypothétique. Selon les travaux préparatoires, dont la teneur est rappelée dans l'arrêt attaqué, la modification législative tendait à satisfaire aux exigences d'indépendance posées à l'art 29 al. 1 LTV. Elle s'étend à l'ensemble des conseillers communaux, ainsi qu'aux membres du Conseil d'Etat. Il n'y a dès lors aucun indice concret permettant d'étayer la thèse du recourant. Le grief doit par conséquent être écarté.
6.
Se plaignant ensuite d'arbitraire dans l'application de la loi, le recourant estime qu'en dehors des cas expressément prévus par la loi (décès, démission, expiration de la charge publique, fin des rapports de travail ou décision formatrice de révocation), le prononcé d'une décision constatatoire ne serait pas possible. Le grief est manifestement mal fondé.
En effet, il n'est pas contesté que la nouvelle teneur de l'art. 11 al. 3 LTPG est entrée en vigueur immédiatement. Aucune disposition transitoire n'ayant été prévue (le recourant ne prétend pas non plus que le législateur genevois aurait dû prévoir un régime transitoire afin de permettre la poursuite de son mandat), le motif d'incompatibilité pouvait, sans arbitraire, être immédiatement appliqué au recourant. C'est également sans arbitraire que l'autorité a décidé de procéder par la voie d'une décision en constatation: le principe de subsidiarité n'empêche de rendre une telle décision que lorsque le justiciable est en droit d'obtenir, sur la même question, une décision formatrice (ATF 137 II 199 consid. 6.5 p. 218 s.; 129 V 289 consid. 2.1 p. 290). Tel n'est pas le cas en l'espèce.
7.
Sur le vu de ce qui précède, les recours doivent être rejetés. Conformément à l'art. 66 al. 1 LTF, les frais de la cause sont mis à la charge du recourant qui succombe; la Ville de Genève en est dispensée (art. 66 al. 4 LTF). Il n'est pas perçu de dépens (art. 68 al. 3 LTF).
Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1.
Les causes 1C_461/2013 et 1C_462/2013 sont jointes.
2.
Les recours sont rejetés.
3.
Les frais judiciaires arrêtés à 2'000 fr., sont mis à la charge du recourant Rémy Pagani. Il n'est pas alloué de dépens.
4.
Le présent arrêt est communiqué aux parties, au Conseil d'Etat de la République et Canton de Genève et à la Cour de justice de la République et canton de Genève, Chambre administrative.
Lausanne, le 14 novembre 2013
Au nom de la Ire Cour de droit public
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: Fonjallaz
Le Greffier: Kurz