Faits:
A.
Le 20 janvier 2012, X._, ressortissant gambien né en 1990, a déposé plainte pénale à Genève pour contrainte, séquestration, voies de fait et lésions corporelles simples. Le 9 novembre 2011, il avait fait l'objet d'un rapatriement par vol spécial vers la Gambie en exécution d'une décision de renvoi. Le matin, il avait été menotté puis, arrivé à l'aéroport, ligoté sur une chaise, les mains derrière le dossier et un casque sur la tête pour embarquer dans l'avion. Les policiers lui avaient sprayé un gaz dans les narines à plusieurs reprises pour l'empêcher de crier. Le casque avait été enlevé, mais il était resté attaché sur sa chaise pendant toute la durée des vols (avec une escale à Las Palmas), y compris lors du retour, l'avion n'ayant pu atterrir en Gambie. Le plaignant y voyait un traitement inhumain et dégradant.
B.
Par ordonnance du 2 novembre 2012, le Ministère public du canton de Genève a refusé d'entrer en matière. Selon l'enquête policière, le plaignant avait été escorté par deux policiers; il avait feint un malaise puis s'était débattu; des calmants lui avaient été administrés; par la suite, il avait retrouvé son calme et la contrainte avait été ramenée au niveau 2. Aucun spray n'avait été utilisé. La tentative de rapatriement s'était dès lors déroulée de façon proportionnée.
C.
Par arrêt du 28 novembre 2012, la Chambre pénale de recours de la Cour de justice genevoise a rejeté le recours formé par le plaignant. Il n'était pas contesté que le rapatriement était de niveau 4, au sens de l'art. 28 al. 1 let. d de l'ordonnance fédérale sur l'usage de la contrainte (OLUsC, RS 364.3). Le rapport de l'observateur indépendant concordait avec celui des deux policiers, ainsi qu'avec le journal des évènements ("log"); l'intéressé aurait simulé un malaise en salle d'attente; il avait été perfusé; il s'était ensuite fortement opposé à l'embarquement et des entraves supplémentaires ainsi qu'un casque d'auto-protection lui avaient été imposés. Une chaise roulante avait été utilisée pour l'embarquement. A bord, une injection de calmants avait été faite, le plaignant ne cessant de protester et de résister. Par la suite, les liens avaient été allégés et le casque retiré; durant la suite du voyage et durant le retour, le degré d'entrave avait, comme pour les autres passagers, été progressivement abaissé. L'audition de l'observateur et du médecin ne pouvait apporter d'élément utile. L'usage de la contrainte, imposé par le comportement du plaignant, n'était pas disproportionné.
D.
X._ forme un recours en matière pénale contre ce dernier arrêt. Il demande au Tribunal fédéral de constater que l'enquête a violé les exigences procédurales des art. 3 CEDH et 12 de la Convention de New York contre la torture, et de lui accorder une indemnité équitable; il demande aussi l'annulation de l'arrêt cantonal et le renvoi de la cause à l'autorité cantonale avec l'injonction de procéder à une enquête approfondie comportant notamment l'audition des participants au vol spécial; subsidiairement, il demande de constater que la violation de ses droits est irrémédiable, et de l'indemniser pour ce fait. Il requiert l'assistance judiciaire.
Au terme de ses observations, la Chambre pénale de recours persiste dans son arrêt. Le Ministère public a renoncé à formuler des observations. Dans ses dernières écritures, le recourant invoque un fait nouveau concernant le recours à certains calmants, administrés notamment sous forme de spray nasal.

Considérant en droit:
1.
L'arrêt attaqué a été rendu dans le cadre d'une procédure pénale, de sorte que le recours en matière pénale au sens de l'<ref-law> est ouvert.
1.1. S'agissant de la confirmation d'une décision de non-entrée en matière sur une plainte pénale, l'arrêt attaqué a un caractère final (<ref-law>) et émane de l'autorité cantonale de dernière instance (<ref-law>). Le recourant a agi en temps utile (<ref-law>).
1.2. Selon l'art. 81 al. 1 let. a et b ch. 5 LTF, la partie plaignante qui a participé à la procédure de dernière instance cantonale est habilitée à recourir au Tribunal fédéral si la décision attaquée peut avoir des effets sur le jugement de ses prétentions civiles. Constituent de telles prétentions celles qui sont fondées sur le droit civil, telles les prétentions en réparation du dommage et du tort moral au sens des <ref-law>.
1.2.1. S'agissant d'actes commis par des agents de l'Etat, le recourant ne dispose pas de prétentions civiles au sens de l'art. 81 al. 1 let. b ch. 5 LTF. Il estime toutefois qu'en application des garanties de procédure et de fond découlant notamment des art. 3 et 6 CEDH, 12 et 13 par. 1 de la Convention des Nations Unies contre la torture et autres peines ou traitements cruels, inhumains ou dégradants, il devrait se voir reconnaître un droit de recours.
1.2.2. La jurisprudence fondée sur les dispositions précitées reconnaît aux personnes qui se prétendent victimes de traitements prohibés, d'une part, le droit de porter plainte et, d'autre part, un droit propre à une enquête prompte et impartiale devant aboutir, s'il y a lieu, à la condamnation pénale des responsables. La victime de tels traitements peut également bénéficier d'un droit de recours, en vertu des mêmes dispositions (<ref-ruling> consid. 3.1 p. 88). Le traitement dénoncé doit en principe être intentionnel et atteindre un minimum de gravité. Il doit être qualifié de dégradant s'il est de nature à créer des sentiments de peur, d'angoisse et d'infériorité propres à humilier ou à avilir la victime, de façon à briser sa résistance physique ou morale ou à la conduire à agir contre sa volonté ou sa conscience. Lorsqu'un individu se trouve privé de sa liberté, l'utilisation à son égard de la force physique alors qu'elle n'est pas rendue strictement nécessaire par son comportement porte atteinte à la dignité humaine et constitue, en principe, une violation de la convention de New York et des art. 7 Pacte ONU II, 3 CEDH et 10 al. 3 Cst. (arrêts 1B_729/2012 du 28 mai 2013, consid. 2 et les exemples cités; 6B_364/2011 du 24 octobre 2011 consid. 2.2; 6B_274/2009 du 16 février 2010 consid. 3.1.2.2 et les références citées).
1.2.3. En l'occurrence, il est établi que le recourant a été menotté et casqué avant l'embarquement, et qu'il a été entravé sur son siège durant en tout cas une partie du voyage; il aurait subi une perfusion avec injection de calmants, ce qu'il assimile à une "camisole chimique"; il prétend également avoir reçu des médicaments au moyen d'un spray nasal. L'ensemble de ces allégations, pour certaines confirmées, apparaît suffisamment grave pour justifier un droit de recours.
1.3. Dans sa dernière écriture, le recourant se prévaut d'un article de presse du 7 février 2013 selon lequel il aurait été renoncé à l'emploi d'un certain calmant injecté ou administré sous forme de spray nasal aux personnes faisant l'objet d'un vol spécial. Y figure également l'avis d'un membre de l'Académie suisse des sciences médicales jugeant inadmissible l'injection de calmants à des personnes capables de discernement. La pièce produite est nouvelle, et de ce fait irrecevable en vertu de la règle claire de l'<ref-law>. Il ne s'agit au demeurant pas d'un fait notoire, mais d'une simple opinion exprimée dans la presse. Cette pièce, et les arguments que le recourant en tire en réplique, doivent par conséquent être écartés.
2.
Le recourant se plaint en premier lieu d'une violation des garanties procédurales découlant des art. 3 et 6 CEDH ainsi que 12 et 13 de la Convention de New York, soit l'obligation de mener une enquête effective et rapide. Ses allégations étaient à tout le moins plausibles et, dès lors qu'il était détenu au moment des faits, il incombait à l'Etat de démontrer l'inexistence de mauvais traitements. Or, l'enquête du Ministère public comportait de nombreuses lacunes: le médecin de bord n'avait été ni entendu, ni même identifié, alors qu'il s'imposait de connaître les raisons médicales de l'installation d'une perfusion et l'injection de calmants. L'observatrice indépendante - dont l'identité serait elle aussi incertaine - n'avait pas non plus été entendue alors que ses observations écrites sont très générales, au contraire du log très détaillé établi par les deux policiers. Ces derniers n'avaient pas été entendus, mais simplement invités, plus d'une année après les faits, à produire un rapport écrit. Quant au recourant, son expulsion rendrait désormais toute audition impossible.
2.1. L'art. 3 CEDH interdit la torture ainsi que les traitements inhumains ou dégradants. Cette disposition, combinée avec l'art. 1 ou avec l'art. 13 CEDH, implique que tout individu qui prétend de manière défendable avoir été traité de façon inhumaine ou dégradante par un ou plusieurs agents de la force publique a droit à une enquête officielle approfondie et effective, qui doit pouvoir mener à l'identification et à la punition des responsables (cf. <ref-ruling> consid. 1.2.5 p. 462 et la jurisprudence citée). L'art. 3, combiné avec l'art. 1 ou avec l'art. 13 CEDH, donne ainsi un droit de nature procédurale à tout individu qui prétend de manière défendable avoir été torturé ou soumis à des traitements inhumains ou dégradants, indépendamment du mérite qui doit être finalement reconnu à ses allégations. La Convention de New York, entrée en vigueur pour la Suisse le 26 juin 1987, oblige les Etats parties à se doter d'une loi qui punisse de manière appropriée les actes de torture, ainsi que les actes constitutifs de peines ou de traitements cruels, inhumains ou dégradants, et à instituer des tribunaux compétents pour appliquer cette loi (cf. art. 4, 5 et 16). Son art. 12 oblige également les Etats parties à veiller à ce que les autorités compétentes procèdent immédiatement à une enquête impartiale chaque fois qu'il y a des motifs raisonnables de croire qu'un tel acte a été commis sur un territoire soumis à leur juridiction.
Le droit à une enquête officielle approfondie et effective n'impose qu'une obligation de moyens, non de résultat (arrêt de la Cour européenne des droits de l'homme du 3 juin 2004 dans la cause Bati et autres contre Turquie, Recueil CourEDH 2004-IV, § 134). Il n'est donc pas violé du seul fait que les investigations menées n'ont pas permis de faire toute la lumière sur les faits litigieux. Néanmoins, il impose aux autorités de prendre toutes les mesures raisonnables possibles pour obtenir les preuves relatives aux faits en question, soit notamment les dépositions des témoins oculaires, les expertises et, le cas échéant, les certificats médicaux complémentaires propres à fournir un compte rendu complet et précis des blessures, ainsi qu'une analyse objective des constatations médicales. Toute défaillance dans les investigations qui compromet la capacité de celles-ci à établir la cause des blessures ou les responsabilités risque de constituer une violation de l'art. 3 CEDH (arrêt Bati, § 134 et les arrêts cités). Les autorités compétentes doivent agir avec célérité et diligence, de manière à éviter, notamment, toute apparence de tolérance d'actes illégaux (arrêt Bati, § 136 et les arrêts cités).
2.2. Saisi de la plainte pénale du recourant, le 20 janvier 2012, le Ministère public a ordonné l'ouverture d'une enquête préliminaire. Le 20 avril 2012, la police a requis de la part de l'Office fédéral des migrations (ODM) le rapport du chef d'équipe, le journal du vol (log) les éventuels rapports du médecin et de l'observatrice indépendante. Le 30 mai 2012, la police a rendu un rapport exposant, au vu des documents déjà en sa possession, que le vol spécial concernait six personnes, donnant l'identité des deux policiers vaudois chargés d'escorter le recourant; au total, l'équipe d'accompagnement comptait 20 personnes, soit un chef d'équipe, un chef de groupe, 14 policiers d'escorte, un médecin, un sauveur paramédical, un représentant de l'ODM et une observatrice d'un organisme de contrôle externe. Le recourant n'avait pas pu être entendu puisque son renvoi définitif avait finalement été exécuté le 2 février 2012. Le 4 juillet 2012, l'ODM a produit le rapport de l'observatrice du 12 novembre 2011, rédigé en allemand. Dans ses remarques générales, l'observatrice considère que le vol a été particulièrement tranquille après que l'une des personnes s'était calmée. L'observatrice n'avait pas assisté au briefing au sol, et les liens avaient été posés en son absence. Une personne (manifestement le recourant) avait connu des problèmes médicaux dans la zone d'attente du terminal; compte tenu de sa résistance, un casque avait été mis et l'embarquement avait eu lieu avec de fortes résistances et protestations. Après le départ, le recourant se serait calmé; le casque avait été enlevé et les liens allégés au même niveau que les autres personnes destinées à être renvoyées. Le vol de retour avait lui aussi été tranquille. Le log relatif au rapatriement du recourant est un journal établi par la police cantonale vaudoise avec la mention manuscrite de tous les évènements, dès l'interpellation en chambre. A la rubrique "incidents extraordinaires", il est mentionné que l'intéressé avait simulé un malaise, puis adopté un "comportement oppositionnel". L'interpellation avait eu lieu à 5h45, avec la pose d'entraves ceinture- poignets-chevilles. A 7h50, l'intéressé avait fait un malaise "éventuellement" simulé. Une perfusion avait été posée à 7h55 et le médecin du lieu d'hébergement avait été contacté. L'embarquement avait eu lieu à 8h30 et le recourant avait opposé une forte résistance. Une injection avait été faite par le médecin. A bord de l'avion, le casque avait été enlevé et les entraves légèrement desserrées. Après une escale à Malaga, les pieds avaient été désentravés et la perfusion retirée à 11h50. Le rapport de refoulement destiné à l'ODM fait également état d'un malaise feint, le médecin ayant confirmé qu'il s'agissait d'une simulation; contacté, le médecin du lieu d'hébergement avait confirmé que rien ne s'opposait au renvoi par avion.
Le 28 août 2012, le Procureur a demandé des explications supplémentaires concernant l'emploi d'un spray nasal. Les deux policiers concernés ont rendu un rapport le 17 octobre 2012 dans lequel ils confirment en substance les données figurant dans le log. Ils précisent que l'observateur (dont l'identité diffère toutefois de celle de l'auteur du rapport précité) aurait assisté à toute la procédure. Après avoir été installé dans une chaise roulante pour l'embarquement, le recourant aurait continué à se débattre violemment. Le médecin aurait décidé l'injection de calmants. Le recourant ayant arraché volontairement la perfusion, les liens de ses avants-bras avaient été attachés aux accoudoirs. Aucun spray ou autre artifice n'aurait été utilisé à l'encontre de l'intéressé.
2.3. Le fait que le recourant se soit montré agité et ait tenté de résister, notamment au moment de son embarquement, est attesté par l'ensemble des rapports figurant au dossier. L'épisode du malaise, simulé selon le médecin et les policiers accompagnants, est également établi. Le recourant ne remet d'ailleurs pas en cause la nécessité des entraves qui lui ont été posées, ni l'usage d'une chaise roulante pour procéder à l'embarquement. La pose forcée d'une perfusion et l'injection de calmants apparaissent en revanche problématiques. Un tel procédé constitue en effet une atteinte grave à la liberté personnelle, voire à l'intégrité physique. Sous l'angle du principe de la proportionnalité, il ne saurait être admis que si aucune autre solution n'apparaît envisageable. Le principe de la proportionnalité ainsi que l'interdiction des traitements inhumains et dégradants sont rappelés à l'art. 9 al. 2 à 4 de la loi fédérale sur l'usage de la contrainte (LUsC, RS 364). Selon l'<ref-law>, les médicaments ne peuvent pas être utilisés en lieu et place de moyens auxiliaires, en particuliers les menottes et autres liens (<ref-law>). L'<ref-law> précise que l'usage de calmants ne peut être justifié que pour des "raisons médicales". En effet, quand bien même l'administration de calmants pourrait se révéler moins invasive que l'usage de moyens accessoires ou d'armes, le législateur a voulu exclure un usage détourné des médicaments, considérant que l'administration à des fins non médicales et sans le consentement de la personne concernée violerait les règles de la déontologie médicale (FF 2005 2447).
2.4. En l'occurrence, il semble que le recourant, fortement entravé et attaché sur une chaise roulante, ait pu être suffisamment immobilisé pour permettre son embarquement; rien ne permet d'affirmer qu'il ait pu constituer un danger pour lui-même ou pour la sécurité à l'intérieur de l'avion. On ignore par ailleurs si le recourant a été préalablement rendu attentif au fait qu'il risquait de se voir administrer de force des calmants s'il persistait dans son attitude, alors que l'<ref-law> impose en principe un tel avertissement.
Dans son rapport, l'observatrice relève l'existence d'un problème dû au manque d'information du médecin accompagnant de la part des médecins des cantons, lesquels se retrancheraient derrière le secret professionnel. On ignore si le problème ainsi soulevé se rapporte ou non au cas du recourant, d'autres rapports affirmant que le médecin de bord a pu communiquer avec le médecin du lieu d'hébergement. Quoi qu'il en soit, compte tenu des incertitudes relevées ci-dessus, l'audition du médecin accompagnant apparaissait nécessaire afin notamment que celui-ci se prononce sur la nécessité médicale de poser une perfusion, puis d'administrer des calmants au recourant. Certes, le médecin ne pourrait, comme le relève la cour cantonale, être appelé à se prononcer lui-même sur la légalité et la proportionnalité de son intervention; son audition permettrait néanmoins d'éclaircir les éléments de faits nécessaires à cette appréciation.
L'audition de l'observatrice indépendante apparaissait elle aussi indiquée, dans la mesure où, tout en déclarant avoir assisté à l'ensemble du rapatriement, elle n'a pas mentionné dans le détail les diverses interventions du médecin. Le recourant persistant à prétendre qu'il avait reçu un spray nasal, le médecin et l'observatrice auraient dû être interrogés sur ce point également.
2.5. Il y a lieu également de relever que l'enquête ordonnée par le Ministère public ne semble pas avoir satisfait à l'obligation de célérité. En effet, alors que la plainte pénale a été déposée le 20 janvier 2012, la police chargée de l'enquête n'a demandé que le 20 avril 2012 la production du log et des rapports éventuels du médecin et de l'observatrice. Le rapport du 30 mai 2012 se limite à l'identification des personnes présentes lors du vol spécial. Aucune audition n'a eu lieu. Le 14 juin 2012, le Ministère public a adressé un rappel à l'ODM, lequel a répondu le 4 juillet suivant en transmettant une copie du rapport de l'observatrice, renvoyant pour le surplus aux autorités cantonales d'exécution. Le Ministère public s'est adressé le 30 juillet 2012 à la Police de sûreté vaudoise, laquelle a finalement remis - par l'entremise du Ministère public - le rapport de refoulement ainsi que le log. Le 28 août 2012, le Procureur genevois a prié son homologue vaudois d'interroger ou de demander des dépositions écrites aux deux policiers au sujet de l'utilisation d'un spray; le rapport de ceux-ci a été remis le 24 octobre 2012.
Outre qu'il s'est déroulé près d'une année entre les faits et le prononcé de l'ordonnance de non-entrée en matière, ni le médecin ni l'observateur indépendant n'ont encore été entendus alors qu'il existe des divergences importantes entre les versions des faits et que la nécessité et la proportionnalité de l'intervention médicale n'a pas été démontrée. Le principe de contradiction, inhérent à toute procédure effective, se trouve d'ores et déjà compromis puisque le recourant a fait l'objet d'un renvoi définitif et ne pourra dès lors pas assister personnellement aux dépositions.
2.6. A ce stade, il y a donc lieu de constater que le droit du recourant à une enquête officielle approfondie et effective n'a pas été respecté. Il convient dès lors d'admettre le recours, d'annuler l'arrêt attaqué ainsi que l'ordonnance de non-entrée en matière. Il appartiendra au Ministère public de procéder aux compléments d'instruction satisfaisant aux exigences des art. 3 et 13 CEDH, en particulier l'audition du médecin et de l'observatrice indépendante, avant de rendre une nouvelle décision.
3.
Le recours doit par conséquent être admis, au sens des considérants qui précèdent; l'arrêt attaqué est annulé, de même que l'ordonnance de non-entrée en matière du 28 novembre 2012 et la cause est renvoyée au Ministère public pour nouvelle décision au sens des considérants (art. 107 al. 2 in fine LTF). Le recourant, qui obtient gain de cause avec l'assistance d'un avocat, a droit à des dépens. Ceux-ci doivent être mis à la charge du canton de Genève (<ref-law>) et peuvent être fixés de manière à couvrir également la procédure cantonale (<ref-law>). Compte tenu des circonstances, les dépens seront versés directement au conseil du recourant. La demande d'assistance judiciaire devient par conséquent sans objet. Conformément à l'<ref-law>, il n'est pas perçu de frais judiciaires.

Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1.
Le recours est admis, au sens des considérants; l'arrêt attaqué est annulé, de même que l'ordonnance de non-entrée en matière du 28 novembre 2012 et la cause est renvoyée au Ministère public pour nouvelle décision au sens des considérants.
2.
Une indemnité de 4'000 fr., à verser à Me Pierre Bayenet à titre de dépens pour les procédures fédérale et cantonale, est mise à la charge du canton de Genève.
3.
La demande d'assistance judiciaire est sans objet.
4.
Il n'est pas perçu de frais judiciaires.
5.
Le présent arrêt est communiqué au mandataire du recourant, au Ministère public de la République et canton de Genève et à la Cour de justice de la République et canton de Genève, Chambre pénale de recours.
Lausanne, le 20 août 2013
Au nom de la Ire Cour de droit public
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: Fonjallaz
Le Greffier: Kurz