Faits :
A.
A._, née en 1966, a travaillé en Suisse comme garde d'enfants. A ce titre, elle était assurée auprès d'AXA Assurances SA (ci-après: AXA) contre le risque d'accidents.
Le 24 novembre 2013, elle a été agressée par surprise par son compagnon qui lui a asséné un violent coup de poing au visage, ce qui a provoqué de multiples fractures et une perte de connaissance. Le cas a été pris en charge par AXA.
Dans le cadre de l'examen de son droit aux prestations d'AXA, l'assurée a été soumise à une expertise pluridisciplinaire auprès du Centre d'expertise médicale (CEMed). Dans leur rapport du 14 janvier 2015, complété le 2 avril 2015, les docteurs C._, spécialiste ORL, D._, spécialiste en psychiatrie et psychothérapie, et E._, spécialiste en neurologie, ont diagnostiqué des affections somatiques (notamment une atteinte du nerf trijumeau) et psychiques (un épisode dépressif ainsi qu'un état de stress post-traumatique). Si les atteintes somatiques présentaient un lien de causalité certain avec l'accident, les experts ont admis que ce lien était vraisemblable pour les troubles psychiques. Le statu quo ante avait été atteint sur le plan psychique à fin janvier 2015. La capacité de travail était nulle dans les trois mois qui avaient suivi l'agression, de 50 % durant les trois mois suivants, et totale par la suite.
Par décision du 7 mai 2015, confirmée sur opposition le 28 juillet 2015, AXA a mis un terme au versement des indemnités journalières au 31 janvier 2015.
B.
A._ a déféré cette décision à la Cour de justice de la République et canton de Genève, Chambre des assurances sociales, en concluant au versement d'indemnités journalières à compter du 1er février 2015.
Par ordonnance d'expertise bidisciplinaire (psychiatrique et neurologique) du 26 mai 2016, complétée le 12 juillet 2016, la juridiction cantonale a mandaté la doctoresse F._, spécialiste en psychiatrie et psychothérapie, ainsi que le docteur G._, spécialiste en neurologie. La doctoresse F._ a déposé son rapport à fin janvier 2017; le docteur G._ a remis le sien le 24 novembre 2016 qu'il a complété le 3 avril 2017.
Par jugement du 22 novembre 2016, le Tribunal correctionnel de la République et canton de Genève a reconnu l'agresseur de l'assurée coupable de lésions corporelles graves et de séjour illégal. Il l'a condamné à une peine privative de liberté de deux ans et à payer 30'000 fr. à titre d'indemnité pour tort moral à sa victime.
Par jugement du 8 juin 2017, la Chambre des assurances sociales a admis le recours, annulé la décision du 28 juillet 2015 dans la mesure où elle refusait le versement de prestations dès le 1er février 2015, reconnu le droit de la recourante à des indemnités journalières du 1er février au 31 décembre 2015, puis à une rente d'invalidité entière à partir du 1er janvier 2016, ainsi qu'au traitement médical.
C.
AXA interjette un recours en matière de droit public contre ce jugement dont elle demande principalement l'annulation, subsidiairement le renvoi à la juridiction cantonale pour instruction complémentaire au sens des considérants.
L'intimée conclut au rejet du recours et sollicite le bénéfice de l'assistance judiciaire. La cour cantonale et l'Office fédéral de la santé publique ont renoncé à se déterminer.

Considérant en droit :
1.
Est litigieuse la question de savoir si la cour cantonale était fondée à reconnaître le droit de l'intimée à des prestations au-delà du 31 janvier 2015 (indemnités journalières, traitement médical et rente d'invalidité).
La procédure portant sur l'octroi ou le refus de prestations en espèces de l'assurance-accidents, le Tribunal fédéral n'est pas lié par les faits établis par la juridiction précédente (<ref-law>).
2.
2.1. Le droit à des prestations de l'assurance-accidents suppose, outre un lien de causalité naturelle, un lien de causalité adéquate entre l'événement dommageable de caractère accidentel et l'atteinte à la santé (sur ces notions, voir <ref-ruling> consid. 3.1 et 3.2 p. 181).
2.2. En présence d'une affection psychique additionnelle à une atteinte à la santé physique, le caractère adéquat du lien de causalité ne peut être admis que si l'accident revêt une importance déterminante dans le déclenchement de l'affection psychique. Ainsi, lorsque l'événement accidentel est insignifiant, l'existence du lien en question peut d'emblée être niée, tandis qu'il y a lieu de le considérer comme établi, lorsque l'assuré est victime d'un accident grave. Par contre, lorsque la gravité de l'événement est qualifiée de moyenne, la jurisprudence a dégagé un certain nombre de critères objectifs à prendre en considération pour l'examen du caractère adéquat du lien de causalité, dont les plus importants sont les suivants (<ref-ruling> consid. 6c/aa p. 140; 403 consid. 5c/aa p. 409) :
- les circonstances concomitantes particulièrement dramatiques ou le caractère particulièrement impressionnant de l'accident;
- la gravité ou la nature particulière des lésions physiques, compte tenu notamment du fait qu'elles sont propres, selon l'expérience, à entraîner des troubles psychiques;
- la durée anormalement longue du traitement médical;
- les douleurs physiques persistantes;
- les erreurs dans le traitement médical entraînant une aggravation notable des séquelles de l'accident;
- les difficultés apparues au cours de la guérison et des complications importantes;
- le degré et la durée de l'incapacité de travail due aux lésions physiques.
De manière générale, lorsque l'on se trouve en présence d'un accident de gravité moyenne, il faut un cumul de trois critères sur les sept ou au moins que l'un des critères retenus se soit manifesté de manière particulièrement marquante (arrêts 8C_897/2009 du 29 janvier 2010 consid. 4.5, in SVR 2010 UV n° 25 p. 100; 8C_208/2016 du 9 mars 2017 consid. 3.2 et les références).
2.3. Avec la juridiction cantonale (consid. 8c du jugement attaqué), il sied de rappeler que le juge ne s'écarte pas sans motifs impératifs des conclusions d'une expertise médicale judiciaire, la tâche de l'expert étant précisément de mettre ses connaissances spéciales à la disposition de la justice afin de l'éclairer sur les aspects médicaux d'un état de fait donné (<ref-ruling> consid. 4.4 p. 469 et la référence). Selon la jurisprudence, peut constituer une raison de s'écarter d'une expertise judiciaire le fait que celle-ci contient des contradictions, ou qu'une surexpertise ordonnée par le tribunal en infirme les conclusions de manière convaincante.
3.
3.1. En l'espèce, à la lumière du rapport de l'expert judiciaire neurologue G._, les premiers juges ont constaté que l'intimée présente essentiellement une neuropathie du nerf trijumeau post-traumatique. Elle suit un traitement antalgique lourd par la prise de cinq médicaments, à savoir des antidépresseurs, des opiacés et des antiépileptiques. Si sa capacité de travail était nulle jusqu'en février 2015 en raison des douleurs liées à l'agression, la symptomatologie est considérée comme supportable depuis lors, si bien que l'incapacité de travail est depuis ce moment plutôt liée à une éventuelle composante psychologique et aux effets secondaires médicamenteux.
A cet égard, les juges cantonaux ont constaté, sur la base du rapport de l'experte judiciaire psychiatre F._, que l'intimée présente un épisode dépressif sévère et une capacité de travail nulle sur le plan psychiatrique. Le syndrome dépressif est réactionnel à l'agression subie et aux douleurs neurogènes, si bien qu'il y a une corrélation indiscutable entre l'accident et les conséquences psychiques.
Pour la Chambre des assurances sociales, les deux expertises judiciaires remplissent les critères jurisprudentiels relatifs à la force probante de tels documents, car elles ont été établies en connaissance du dossier médical, reprennent les plaintes de l'intimée, reposent sur des examens cliniques approfondis et leurs conclusions sont clairement motivées. La cour a de plus justifié les raisons qui l'ont conduite à suivre les conclusions des experts judiciaires plutôt que celles des experts du CEMed.
3.2. Examinant ensuite la question du rapport de causalité adéquate entre l'agression et les troubles psychiques, les premiers juges ont retenu que l'intimée avait reçu un coup de poing violent au visage qui avait provoqué une fracture d'enfoncement du plancher de l'orbite gauche, s'étendant à la paroi latérale et interne du sinus maxillaire et atteignant le canal du nerf infra-orbitaire, avec hémato-sinus et présence de fragments osseux intra-sinusien. Il y avait aussi une fracture déplacée des os du nez et une fracture sous-jacente de la cloison nasale. Au vu de la violence de cette agression, caractérisée par les lésions importantes au visage, les juges l'ont classée dans les accidents de gravité moyenne, à la limite de l'accident grave.
Les juges cantonaux ont admis que les circonstances concomitantes ne pouvaient pas être considérées comme particulièrement dramatiques ou impressionnantes en raison de la brièveté de l'agression et de la perte immédiate de connaissance qui s'en est suivie. En revanche, sur la base de l'expertise du docteur G._, ils ont retenu que le critère de la gravité ou de la nature particulière des lésions physiques était rempli et que les lésions subies étaient propres, selon l'expérience, à entraîner des troubles psychiques. En effet, l'atteinte au nerf trijumeau provoquait des douleurs faciales neurogènes aiguës se présentant sous forme d'électricité, de brûlures ou d'élancements très intenses, de brève durée et invalidantes. En ce qui concerne la durée du traitement médical, elle a été anormalement longue. Le traitement antalgique devra être administré la vie durant. Quant à l'incapacité de travail due aux seules lésions physiques, elle a aussi été particulièrement longue.
En définitive, sur les sept critères établis par la jurisprudence, quatre étaient remplis. De surcroît, deux d'entre eux - la gravité ou la nature particulière des lésions physiques, ainsi que la persistance des douleurs - se sont manifestés avec une grande intensité. Pour les premiers juges, la causalité adéquate devait en conséquence être retenue.
4.
4.1. La recourante met en exergue quelques vices qu'elle qualifie de formels et qui affectent, selon elle, la valeur probante de l'expertise judiciaire psychiatrique. Elle fait valoir que le nom de la personne qui l'a réalisée n'apparaît pas, que le rapport n'est pas daté, qu'il ne contient pas de référence doctrinale. En outre, la teneur des échanges de courriels entre l'experte et le médecin traitant de l'intimée est inconnue, les résultats de prises de sang n'y figurent pas. Quant à l'anamnèse, la recourante soutient qu'elle présente diverses lacunes (omission de troubles antérieurs, d'un passé d'alcoolisme et d'abus sexuels commis par son compagnon) et inexactitudes (à propos d'un voyage en Bolivie).
La recourante reproche aussi à l'experte judiciaire de ne pas avoir mentionné la précédente expertise du CEMed, alors que celle-ci retenait pourtant que la capacité de travail était à nouveau entière sur le plan somatique six mois après l'accident, tandis que sur le plan psychique, le statu quo ante était admis, pour la causalité naturelle, avec effet au 31 janvier 2015, l'aggravation n'ayant été que temporaire et aucun des troubles psychiatriques décrits n'étant incapacitants.
4.2. Par ailleurs, la recourante conteste le jugement cantonal dans la mesure où il reconnaît l'existence d'un lien de causalité naturelle entre l'agression du 24 novembre 2013 et les troubles psychiques au-delà du 31 janvier 2015, ainsi qu'une incapacité totale de travailler en raison de telles affections au-delà de cette date. Elle soutient que les conclusions de la doctoresse F._ sont erronées, car l'experte judiciaire aurait mal apprécié les critères permettant de poser le diagnostic de dépression; elle ajoute que cette dernière et la juridiction cantonale n'ont pas tenu compte des "problèmes d'alcool" que l'intimée connaissait avant l'accident, ni des agressions d'ordre sexuel dont elle avait été victime. Les taux d'incapacité de travail et d'invalidité seraient erronés et n'auraient pas été justifiés.
4.3. La recourante s'en prend enfin au jugement attaqué en tant qu'il retient un lien de causalité adéquate entre l'événement du 24 novembre 2013 et l'incapacité totale de travailler en raison de problèmes psychiques au-delà du 31 janvier 2015. A son avis, le présent cas doit être rangé dans la catégorie des accidents de gravité dite moyenne et la juridiction cantonale a retenu à tort la réalisation des quatre critères susmentionnés (consid. 3.2 supra) pour admettre la causalité adéquate.
5.
5.1. Dans son exposé, la recourante a certes relevé quelques imperfections dans la rédaction de l'expertise psychiatrique judiciaire. Les éléments mis en évidence sont toutefois mineurs et n'affectent pas sa valeur probante. En particulier, comme l'expertise est signée par la doctoresse F._, on doit admettre que l'experte l'a réalisée personnellement, l'intervention d'un tiers n'étant pas alléguée. De plus, bien que le rapport ne soit pas daté et qu'il ait été remis à la Chambre des assurances sociales le 30 janvier 2017, la recourante n'allègue pas que des changements de faits significatifs et propres à modifier l'appréciation de l'experte seraient intervenus depuis le dernier entretien que cette dernière a eu avec l'intimée, le 19 septembre 2016. En ce qui concerne les échanges de courriels entre l'experte judiciaire et la doctoresse H._, spécialiste en médecine interne et médecin traitant, il est exact que la doctoresse F._ en a uniquement fait mention sans reproduire leurs contenus dans son expertise (p. 1). En vertu du principe de la bonne foi, il incombait toutefois à la recourante de s'en plaindre à temps à la juridiction cantonale, si elle estimait que cette omission pouvait entacher la pertinence de l'expertise (cf. JEAN-FRANÇOIS EGLI, La protection de la bonne foi dans le procès: quelques applications dans la jurisprudence, in Juridiction constitutionnelle et juridiction administrative, Recueil de travaux publié sous l'égide de la Première Cour de droit public du Tribunal fédéral suisse, 1992, p. 239), ce qu'elle n'a pas fait dans ses déterminations des 1er mars et 27 avril 2017. Au demeurant, on ne voit pas ce que la recourante entend déduire de la prétendue irrégularité dont elle se prévaut. Quant à l'absence de références doctrinales, on ne voit pas que cela soit propre à faire douter du bien-fondé de l'expertise, du moins lorsqu'il n'existe pas de controverse médicale sur la réponse à donner aux questions posées à l'expert.
On ajoutera que l'apparente mauvaise compréhension de l'experte et de l'intimée sur un seul point (un voyage en Bolivie) ne suffit pas à elle seule à jeter le doute sur la pertinence des conclusions tirées de l'examen. En outre et contrairement aux allégués de la recourante, l'experte judiciaire a dûment mentionné, dans l'anamnèse, les divers points évoqués, notamment l'ancienne consommation d'alcool, la dépression (rapport, p. 9-10), ainsi que les épisodes de violence conjugale (rapport, p. 6); la doctoresse F._ a donc apprécié le cas en connaissance de la cause. Il faut aussi constater que les analyses de sang réalisées à la demande du docteur G._ figuraient au dossier.
La recourante tente de relativiser la valeur probante de l'expertise judiciaire en invoquant des éléments précédemment retenus par le CEMed. Les premiers juges se sont pourtant clairement exprimés à cet égard, en indiquant que la différence entre les expertises judiciaires et celle du CEMed résidait dans un examen plus superficiel de l'intimée et une minimisation des douleurs, de leur répercussion sur la capacité de travail et des effets de la médication antalgique lourde. Les juges cantonaux ont relevé que les experts du CEMed avaient eux-mêmes concédé, le 2 avril 2015, qu'il y avait lieu d'apprécier à nouveau la situation professionnelle de l'intimée, de sorte que leurs conclusions du 14 janvier 2015 n'étaient plus tout à fait actuelles. De plus, leur expertise avait été contredite par l'évolution de l'état de santé psychique de l'intimée, qui avait justifié une hospitalisation à la clinique I._ du 11 au 23 février 2015 en raison d'un trouble dépressif réactionnel aux douleurs chroniques, mal soulagées par le traitement médicamenteux. A cet égard, la doctoresse F._ avait indiqué une intensité de 7/10 dans son rapport du 30 janvier 2017, en précisant que les épisodes douloureux survenaient souvent dès 15h00 puis tout au long de la fin de la journée et durant les nuits, que celles-ci étaient mauvaises, peu récupératrices car entrecoupées de réveils brutaux en raison des douleurs (p. 10). Le traitement antidépresseur avait dû être augmenté en janvier 2015, ce qui tendait précisément à confirmer le bien-fondé du diagnostic que l'assureur contestait.
5.2. A défaut de motifs impératifs (cf. consid. 2.3 supra), la juridiction cantonale n'avait pas de raison de s'écarter de l'expertise judiciaire de la doctoresse F._. En réalité, la recourante tente de se substituer à l'experte prénommée, en contestant aussi bien le diagnostic de dépression qui a été posé, que son incidence sur la capacité de travail pour des motifs d'ordre psychiatrique. Par de simples affirmations, la recourante oppose en définitive son avis personnel à celui de l'experte F._, et s'en prend dans une certaine mesure aux constatations du jugement attaqué relatives à l'intensité des douleurs. Compte tenu de l'obligation de motiver un recours, cela ne suffit toutefois pas à démontrer que les faits auraient été constatés de manière erronée.
En conclusion, on retiendra que l'incapacité de travail de l'intimée était totale sur le plan psychiatrique et qu'elle résultait des séquelles de l'agression dont elle avait été victime le 24 novembre 2013. Par conséquent, c'est à tort que la recourante nie l'existence du lien de causalité naturelle.
5.3. Les premiers juges ont classé l'événement du 24 novembre 2013 dans les accidents de gravité moyenne, à la limite de l'accident grave, tandis que la recourante est d'avis qu'on se trouve en présence d'un accident à ranger au milieu de la catégorie moyenne. Il n'y a toutefois pas lieu d'entrer dans cette discussion, car même si l'on suivait l'avis de la recourante, la causalité adéquate devrait être admise pour les motifs qui suivent.
En ce qui concerne la persistance des douleurs, l'intimée souffre d'une atteinte au nerf trijumeau qui provoque des douleurs faciales neurogènes aiguës se présentant sous forme d'électricité, de brûlures et d'élancements très intenses de brève durée (cf. rapport du Centre multidisciplinaire d'étude et de traitement de la douleur, de l'hôpital J, du 3 juin 2014. Le docteur G._ a constaté que cette atteinte du nerf trijumeau est propre à provoquer des troubles dépressifs et cognitifs tels que mis en évidence au bilan cognitif en 2014. Il explique également qu'une telle névralgie se manifeste par des accès douloureux extrêmement intenses, en général cotés au maximum de l'échelle subjective; ces douleurs sont très sévères et invalidantes. Pour l'experte F._, les patients souffrant de telles douleurs s'isolent, se calfeutrent et se replient sur eux-mêmes; il y a aussi un taux de suicide plus élevé.
La recourante ne conteste pas vraiment l'existence des douleurs ni leur incidence sur la capacité de travail, mais elle se contente d'affirmer qu'elles ont diminué et sont supportables depuis 2015. Il n'en demeure pas moins, ainsi que les premiers juges l'ont retenu sur la base de l'expertise judiciaire du docteur G._, que si les douleurs ont diminué, elles se présentent toujours avec une intensité de 7/10, qu'elles persisteront - cela n'est pas contesté - la vie durant, obligeant l'assurée à suivre un traitement pénible au long cours.
Au vu de ce qui précède, on doit admettre que le critère de l'intensité des douleurs se manifeste de manière particulièrement marquante. La causalité adéquate doit donc être admise, sans qu'il soit nécessaire d'examiner les autres critères prévus par la jurisprudence (cf. consid. 2.2 supra).
5.4. Il s'ensuit que le recours est infondé.
6.
La recourante, qui succombe, supportera les frais de la procédure (<ref-law>) ainsi que les dépens de l'intimée (<ref-law>).
La requête d'assistance judiciaire n'a dès lors plus d'objet.

Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce :
1.
Le recours est rejeté.
2.
Les frais judiciaires, arrêtés à 800 fr., sont mis à la charge de la recourante.
3.
La recourante versera une indemnité de dépens de 2'800 fr. à l'intimée.
4.
Le présent arrêt est communiqué aux parties, à la Cour de justice de la République et canton de Genève, Chambre des assurances sociales, et à l'Office fédéral de la santé publique.
Lucerne, le 10 juillet 2018
Au nom de la Ire Cour de droit social
du Tribunal fédéral suisse
Le Juge présidant : Frésard
Le Greffier : Berthoud