Faits :
A.
Le docteur A._, spécialiste FMH notamment en gynécologie et obstétrique, exploite un cabinet médical à C._. A partir de l'année 2001, des divergences de vues sont apparues entre Santésuisse et ce médecin quant au respect du principe de l'économicité des prestations énoncé dans la loi.
B.
Le 2 juillet 2007, un groupe d'assureurs-maladie a saisi le Tribunal arbitral des assurances de la République et canton de Genève d'une demande dirigée contre le docteur A._. Les demandeurs lui ont réclamé le paiement de la somme de 198'235 fr., représentant les honoraires remboursés en 2005 qui dépassaient le 130 % de la moyenne des coûts par malade de son groupe de comparaison.
Le 23 juillet 2008, un second groupe d'assureurs-maladie a saisi la même juridiction arbitrale d'une demande dirigée contre le docteur A._, tendant principalement au paiement de la somme de 80'477 fr., subsidiairement d'un montant de 102'054 fr. pour l'année 2006. Selon les demandeurs, les spécificités de la pratique alléguée par le défendeur ne permettaient pas de justifier un coût moyen supérieur à 130 % du coût moyen par patient au niveau national.
Le tribunal arbitral a admis qu'une comparaison de la pratique médicale du docteur A._ avec celle des autres médecins du groupe de gynécologues de C._ n'était guère possible, dans la mesure où le défendeur pratiquait plusieurs spécialités. Parmi d'autres actes d'instruction, il a ordonné une expertise analytique de la pratique du défendeur, le 27 février 2013, dont il a confié la réalisation au docteur B._, spécialiste en gynécologie et obstétrique. L'expert a déposé son rapport le 29 décembre 2013.
Le 13 novembre 2015, la juridiction arbitrale a rendu un jugement dont le dispositif est le suivant:
" 1. (recevabilité)
2. Rejette, concernant les demanderesses du groupe I, les demandes des institutions d'assurance-maladie suivantes: EGK Caisse-maladie; Philos en tant que successeur en droit des Caisse-maladie des Troistorrents, Caisse-maladie EOS, Avantis et Panorama; Mutuel Assurances en tant que successeur en droit de Fondation Natura Assurances; Vivao Sympany SA en tant que successeur en droit d'ÖKK Bâle; Moove Sympany SA en tant que successeur en droit de Caisse-maladie 57.
3. Rejette, concernant la demande du groupe II, la demande d'EGK Caisse-maladie.
4. Admet partiellement les demandes des autres demanderesses du groupe I et II.
5. Condamne le défendeur à verser aux demanderesses du groupe I, hormis celles mentionnées au ch. 2 du dispositif, la somme de 14'083 fr. en mains de Santésuisse, à charge de celle-ci de répartir cette somme entre les différents assureurs.
6. Condamne le défendeur à verser aux demanderesses du groupe II, sauf EGK Caisse-maladie, la somme de 12'018 fr. en mains de Santésuisse, à charge de celle-ci de répartir cette somme entre les différents assureurs.
7-9. (frais, dépens, et communications) ".
C.
Le docteur A._ interjette un recours en matière de droit public contre ce jugement. A titre principal, il en demande l'annulation en tant qu'il est condamné au paiement des sommes respectives de 14'083 fr. et 12'018 fr. aux intimées - à l'exception de celles qui ont été déboutées par l'instance précédente - et conclut à ce que les caisses-maladie soient déboutées de leurs conclusions en paiement. A titre subsidiaire, il conclut au renvoi de la cause aux premiers juges.
Les intimées concluent au rejet du recours.
L'Office fédéral de la santé publique a renoncé à se déterminer.

Considérant en droit :
1.
Les parties ne remettant pas en cause le jugement du 13 novembre 2015 quant au rejet des demandes des caisses-maladie mentionnées aux ch. 5 et 6 de son dispositif. Dès lors, seules ont qualité de parties intimées devant la Cour de céans les caisses-maladie qui n'ont pas été déboutées en première instance, et qui sont mentionnées au rubrum du présent arrêt.
2.
Le recours en matière de droit public peut être formé pour violation du droit, tel qu'il est délimité par les art. 95 et 96 LTF. Le Tribunal fédéral applique le droit d'office (art. 106 al. 1 LTF), sans être limité par les arguments de la partie recourante ou par la motivation de l'autorité précédente. Le Tribunal fédéral n'examine en principe que les griefs invoqués, compte tenu de l'exigence de motivation prévue à l'art. 42 al. 2 LTF, et ne peut aller au-delà des conclusions des parties (art. 107 al. 1 LTF). Il fonde son raisonnement sur les faits retenus par la juridiction de première instance (art. 105 al. 1 LTF) sauf s'ils ont été établis de façon manifestement inexacte ou en violation du droit au sens de l'art. 95 LTF (art. 105 al. 2 LTF). La partie recourante qui entend s'écarter des faits constatés doit expliquer de manière circonstanciée en quoi les conditions de l'art. 105 al. 2 LTF sont réalisées sinon un état de fait divergent ne peut être pris en considération. Aucun fait nouveau ni preuve nouvelle ne peut être présenté à moins de résulter de la décision de l'autorité précédente (art. 99 al. 1 LTF).
3.
Le litige porte sur le bien-fondé de l'obligation qui est faite au recourant de restituer la somme globale de 26'101 fr. aux intimées.
4.
Le tribunal arbitral a exposé correctement les règles applicables à la solution du litige, singulièrement l'art. 56 LAMal et les méthodes admises par la jurisprudence pour établir l'existence d'une polypragmasie. Il suffit de renvoyer au jugement attaqué, en particulier à ses consid. 4 et 8.
On ajoutera que selon l'art. 25 LPGA, les prestations indûment touchées doivent être restituées (al. 1 première phrase). Le droit de demander la restitution s'éteint un an après le moment où l'institution d'assurance a eu connaissance du fait, mais au plus tard cinq ans après le versement de la prestation (al. 2 première phrase). Il s'agit d'un délai de péremption qui s'applique aux prétentions en restitution fondées sur l'art. 56 al. 2 LAMal (<ref-ruling> consid. 4.1 p. 582).
5.
Sur la base de l'expertise du docteur B._ du 29 décembre 2013) à laquelle ils ont reconnu pleine force probante (consid. 11 et 14 du jugement attaqué), les juges arbitres ont considéré que l'existence d'une polypragmasie n'était pas mise en évidence, en relation avec les mesures diagnostiques et thérapeutiques, notamment les traitements d'infertilité, et la facturation de la position d'urgence (consid. 13, 15 et 18 du jugement attaqué).
En revanche, le tribunal arbitral a constaté, également à la lumière du rapport du docteur B._, que le recourant avait facturé les examens au spéculum (TARMED position 22.0050) qu'il avait pratiqués lors des contrôles de grossesses (TARMED position 22.1920), ce que TARMED n'autorise pas. La juridiction arbitrale a retenu que le surcoût ainsi occasionné s'élevait à 14'731 fr. 35 en 2005 (795 consultations obstétriques à 18 fr. 53). Elle a admis que ces examens avaient été pris en charge par les caisses-maladie. Pour l'année 2006, les juges arbitres ont constaté que le recourant avait également procédé au cumul prohibé, qu'ils ont arrêté à 12'226 fr.
Selon la juridiction arbitrale, il n'est pas reproché au recourant d'avoir voulu tromper les assureurs. Sa bonne foi n'exclut toutefois pas une polypragmasie, de sorte qu'il peut être appelé à restituer les prestations facturées en trop dans le cadre d'une procédure de restitution fondée sur l'art. 56 al. 2 LAMal. Considérant que cette procédure n'était pas prescrite, les juges arbitres ont admis que la restitution des montants facturés et remboursés à tort ne l'était pas non plus, puisque les faits déterminants avaient été découverts lors de l'examen de la pratique médicale du recourant dans la procédure introduite par les intimées.
Dans la mesure où tous les assureurs qui avaient remboursé des prestations au recourant n'étaient pas représentés par Santésuisse et qu'une caisse-maladie n'était pas fondée à réclamer le trop-perçu pour autre caisse-maladie, les arbitres ont jugé que les intimées ne pouvaient finalement demander que la restitution de 14'803 fr. pour 2005 et de 12'018 fr. pour 2006, du chef d'une facturation erronée, soit au total 26'101 fr.
6.
6.1. Dans un premier moyen, le recourant se prévaut d'une mauvaise application des art. 25 LPGA et 56 LAMal. Il reproche aux juges arbitres d'avoir admis que les prétentions au titre d'une double facturation prohibée pour un montant total de 26'101 fr. n'étaient pas périmées. A cet égard, le recourant soutient que la juridiction arbitrale a fait partir le délai de péremption d'un an à tort depuis la publication des statistiques de Santésuisse, au lieu de tenir compte du moment où les factures avaient été traitées par les caisses-maladie. A son avis, c'est à ce moment-là que les assureurs, faisant preuve de toute l'attention que l'on pouvait exiger d'eux, auraient dû découvrir les erreurs de facturation, car ils disposaient de toutes les circonstances déterminantes leur permettant de réclamer le trop-perçu. Si l'on admettait que les dernières factures de l'année 2005 avaient été remboursées à 90 jours, soit à fin mars 2006, le droit d'en demander la restitution était ainsi échu à fin mars 2007, respectivement à fin mars 2008 pour les dernières factures de l'année 2006. Les demandes y relatives introduites les 2 juillet 2007 et 23 juillet 2008 étaient dès lors tardives.
Le recourant justifie son point de vue par le fait qu'il conviendrait, selon la jurisprudence (cf. arrêts K 116/03 du 23 novembre 2004 consid. 4.2, et K 124/03 du 16 juin 2004 consid. 6.1.2), de distinguer le contrôle de l'économicité de celui du contrôle des factures. En effet, dans un cas de polypragmasie, l'élément déclencheur du départ du délai de péremption est la publication des statistiques de Santésuisse; cela se justifie pleinement, selon le recourant, dans un cas de contrôle de l'économicité puisque lesdites statistiques serviront de comparatif pour évaluer l'activité économique d'un prestataire de service. En revanche, lors d'un cumul prohibé de positions tarifaires, comme dans le cas d'espèce, l'analyse des statistiques est inutile. Le cumul, qu'il soit intentionnel ou non, engendre une facturation erronée reconnaissable par l'assureur au moment du traitement de la facture litigieuse. A cet égard, le recourant relève que l'analyse comparative de son activité de médecin avec les statistiques de Santésuisse n'a aucun impact sur la faculté de l'assureur diligent de déceler une erreur de facturation. Il ajoute que l'expert B._ avait mentionné que les assureurs auraient dû remarquer cette anomalie au moment où ils traitaient les factures, tandis que les intimées avaient elles-même toujours prétendu que l'interdiction du cumul était évidente et qu'il aurait dû s'en rendre compte.
6.2. Ainsi que la juridiction arbitrale l'a rappelé, un cas de polypragmasie est réalisé aussi lorsque le fournisseur de prestations facture des montants qui excèdent ceux des traitements plus économiques qu'il aurait pu dispenser, ou que des positions tarifaires sont elles-mêmes cumulées de façon prohibée, car les prestations ne sont ainsi plus limitées à la mesure exigée par l'intérêt de l'assuré et le but du traitement (art. 56 al. 1 LAMal; arrêt K 116/03 du 23 novembre 2004 consid. 4.2 et GEBHARD EUGSTER, Wirtschaftlichkeitskontrolle ambulanter ärztlicher Leistungen mit statistischen Methoden, thèse Zurich 2003, p. 86 ch. 211).
Contrairement à l'opinion du recourant et à son interprétation de l'arrêt K 116/03 précité, le point de départ du délai de péremption d'un an (art. 25 al. 2 LPGA) doit être fixé en se fondant sur le moment où les statistiques des factureurs de Santésuisse sont portées à la connaissance des assureurs-maladie (cf. arrêt 9C_821/2012 du 12 avril 2013 consid. 4.2 et les références; GEBHARD EUGSTER, op. cit., p. 290 ch. 857), quelle que soit la méthode (statistique ou analytique) sur laquelle se fonde la remise en cause du caractère économique des prestations dispensées (arrêts K 116/03 précité, consid. 4.4 et K 39/95 du 11 juillet 1996 consid. 5g).
En l'espèce, les statistiques de Santésuisse concernant les années 2005 et 2006 ont été portées à la connaissance des intimées au plus tôt le 3 juillet 2006 respectivement le 23 juillet 2007, ainsi que les juges arbitres l'ont constaté (cf. jugement attaqué, p. 23 consid. 6b). Il s'ensuit que les demandes des 2 juillet 2007 et 23 juillet 2008, qui visaient l'économicité des traitements dispensés par le recourant ont été introduites à temps. Le grief tiré de la péremption des demandes en restitution est mal fondé.
7.
7.1. La juridiction arbitrale a admis les demandes des caisses-maladie uniquement dans la mesure où la facturation erronée d'examens au spéculum dans le cadre d'examens de grossesses avait abouti à des versements indus en faveur du recourant, à hauteur de 26'101 fr. (14'083 fr. pour 2005 et 12'018 fr. pour 2006, concernant les assureurs représentés par Santésuisse). Le recourant a ainsi été condamné à rembourser cette somme (ch. 5 et 6 du dispositif du jugement attaqué).
En bref, les juges arbitres ont considéré que l'expert B._ n'avait pas motivé les raisons pour lesquelles il avait retenu que seulement 60 % des consultations comprenaient probablement une surfacturation du fait du cumul prohibé des positions tarifaires, et admis que la somme indûment perçue pour 2005 ne s'élevait qu'à 8'838 fr. 30. Pour la juridiction arbitrale, les données des factureurs de Santésuisse ne permettent en principe pas de déterminer si un gynécologue a cumulé systématiquement l'examen de grossesse et le contrôle post-partum avec un examen au spéculum, car ce dernier est également effectué lors des contrôles gynécologiques. Elle a retenu qu'un examen au spéculum semble a priori nécessaire lors de toutes les consultations obstétriques, de sorte que l'affirmation des caisses-maladies, selon laquelle cet examen avait été facturé systématiquement avec ces consultations, était très vraisemblable. En conséquence, les juges arbitres ont admis qu'il était justifié de retenir que le recourant avait facturé pour chacune des 795 consultations obstétriques en 2005 18 fr. 53 en trop, soit 14'731 fr. (dont 14'083 fr. concernent les assureurs représentés par Santésuisse).
Pour l'année 2006, les juges arbitres ont considéré que le recourant avait également procédé au cumul prohibé, si bien qu'il était aussi justifié d'évaluer le trop-perçu sur la base des éléments connus pour 2005, en l'absence d'autres précisions.
7.2. En ce qui concerne le montant en cause (26'101 fr.), le recourant se plaint d'une appréciation arbitraire des preuves et d'une violation de la règle sur la vraisemblance prépondérante. Il soutient d'abord que la juridiction arbitrale a considéré de manière arbitraire qu'un examen au spéculum était nécessaire lors de toutes les consultations obstétriques. Il observe que pour l'année 2005, l'expert B._ avait estimé que la surfacturation concernait six cas sur dix. A propos de l'exercice 2006, le recourant rappelle que l'expert avait relevé qu'on ne disposait pas du nombre exact de consultations obstétriques, mais que les chiffres pouvaient être analysés en analogie avec l'exercice précédent.
Le recourant reproche également aux juges arbitres d'avoir admis également à tort, au degré de la vraisemblance prépondérante, que les examens au spéculum avaient été systématiquement remboursés, alors que l'expert B._ avait affirmé qu'il n'était pas certain du caractère effectif du remboursement. Il soutient que les intimées n'avaient pas rapporté la preuve de leurs allégués.
7.3.
7.3.1. La voie suivie par les juges arbitres pour fixer le montant total des prestations indues que le recourant doit rembourser aux intimées (26'101 fr.) procède d'une appréciation arbitraire des faits et d'une violation des règles de preuve. D'une part, l'avis de l'expert B._ (cf. rapport du 29 décembre 2013, p. 6) a été écarté sur ce point sans motifs ni explications convaincantes. Si l'expert ne s'est certes pas référé clairement aux données qu'il a examinées pour affirmer que la surfacturation en cause concernait en moyenne 6 cas sur 10, sa constatation repose sur les pièces au dossier. Ensuite, et surtout, l'éventualité retenue par les juges arbitres n'apparaît pas vraisemblable au degré où la jurisprudence l'exige (sur le degré de preuve, voir <ref-ruling> consid. 2 p. 195, arrêt 9C_717/2009 du 20 octobre 2009 consid. 3.3). En effet, un survol des justificatifs de remboursements afférents à l'année 2005, émanant du recourant et versés au dossier cantonal, permet de constater que les examens au spéculum (TARMED position 22.0050) étaient certes souvent facturés dans le cadre d'examens de grossesses (TARMED position 22.1920), mais sans que cela ne fût pour autant systématique. La proportion de 60 % retenue par l'expert B._ paraît à cet égard réaliste. Les constatations de fait de l'autorité précédente doivent dès lors être rectifiées en ce sens (art. 105 al. 2 LTF) puisqu'elles sont susceptibles d'influer sur le sort de la cause (art. 97 al. 1 LTF).
En revanche, on peut suivre la constatation du tribunal arbitral quant au remboursement effectif de la position tarifaire relative à l'examen au spéculum par les caisses-maladie, lorsque cette prestation était facturée à tort dans le cadre d'examens de grossesses. Cette constatation est fondée sur les factures et décomptes produits par les intimées. Or le recourant se limite à cet égard à renvoyer le Tribunal fédéral à ses observations déposées en première instance, ce qui ne constitue pas une motivation recevable en instance fédérale. Du reste, les justificatifs de remboursements des prestations facturées par le recourant font systématiquement apparaître un solde nul (0.00) sous le champ "montant dû".
7.3.2. Pour l'année 2006, l'expert avait indiqué que les données devraient être analysées en analogie avec celles de l'exercice précédent (rapport, p. 6). Le recourant n'expose pas en quoi l'appréciation de la juridiction arbitrale fondée sur les conclusions de l'expert serait insoutenable et ne l'a remet d'ailleurs pas en cause. Quant à l'argumentation des intimées, fondée sur la "systématique de facturation de la part du Dr. A._" (données du Tarifpool 2006; "pièce 107"), elle n'est pas convaincante. Ce document semble entrer en contradiction avec une partie des justificatifs de remboursement, dont il ressort qu'un examen au spéculum n'a pas été systématiquement facturé lors de chaque examen de grossesse.
Par identité de motifs avec ce qui a été retenu pour l'année 2005 et en l'absence d'éléments pertinents propres à remettre en doute les conclusions de l'expert, il n'y a pas lieu de se distancer de son avis quant à la proportion de facturations erronées d'examens au spéculum lors d'examens de grossesses (60 %). Il en va de même du caractère effectif du remboursement des examens au spéculum, lorsqu'ils étaient facturés à tort.
7.3.3. Vu ce qui précède, le recourant sera condamné à verser aux intimées le 60 % des montants figurant sous les ch. 5 et 6 du dispositif du jugement arbitral attaqué, soit respectivement 8'449 fr. 80 (au lieu de 14'083 fr.) aux intimées du Groupe I et 7'210 fr. 80 (au lieu de 12'018 fr.) aux intimées du Groupe II. Le jugement entrepris sera réformé en ce sens.
8.
Compte tenu de l'issue du litige, les frais de la procédure fédérale seront répartis entre les parties, à raison de 60 % pour le recourant et 40 % pour les intimées (art. 66 al. 1 LTF). Les dépens seront compensés (art. 68 al. 1 LTF).

Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce :
1.
Le recours est partiellement admis. Le ch. 5 du dispositif du jugement du Tribunal arbitral des assurances de la République et canton de Genève du 13 novembre 2015 est réformé en ce sens que le défendeur est condamné à verser la somme de 8'449 fr. 80 aux intimées concernées (Groupe I selon rubrum du présent arrêt). Le ch. 6 du dispositif du même jugement est réformé en ce sens que le défendeur est condamné à verser la somme de 7'210 fr. 80 aux intimées concernées (Groupe II selon rubrum du présent arrêt). Les ch. 7 et 8 du dispositif du jugement du Tribunal arbitral des assurances de la République et canton de Genève du 13 novembre 2015 sont annulés. Le recours est rejeté pour le surplus.
2.
Les frais judiciaires, arrêtés à 1'900 fr., sont mis à la charge du recourant par 1'140 fr. et des intimées par 760 fr.
3.
Il n'est pas alloué de dépens pour l'instance fédérale.
4.
La cause est renvoyée au Tribunal arbitral des assurances de la République et canton de Genève pour nouvelle décision sur les frais et dépens de l'instance cantonale, au regard de l'issue du procès.
5.
Le présent arrêt est communiqué aux parties, au Tribunal arbitral des assurances de la République et canton de Genève et à l'Office fédéral de la santé publique.
Lucerne, le 17 novembre 2016
Au nom de la IIe Cour de droit social
du Tribunal fédéral suisse
La Présidente : Glanzmann
Le Greffier : Berthoud