R.S. est propriétaire de deux parcelles à Vernier (dont l'une est bâtie), et sa fille C.S. est propriétaire d'une parcelle adjacente (également bâtie). Ces trois biens-fonds sont issus de la division, en 1998, de l'ancienne parcelle no 3620, d'une contenance de 3'127 m2, acquise le 2 avril 1982 par R.S.; ils sont classés dans la 5e zone (zone de villas) et se trouvent à un peu plus d'un kilomètre et demi de l'extrémité sud-ouest de la piste de l'aéroport international de Genève.

Le 27 août 1992, R.S. a écrit au Département des travaux publics de la République et canton de Genève pour demander une indemnité d'expropriation, en relation avec les nuisances causées par l'exploitation de l'aéroport, qui entraînaient une dévaluation de sa propriété (l'ancienne parcelle no 3620). L'instruction de cette affaire a été suspendue jusqu'en 1999. Le 1er septembre 1999, le Département fédéral de l'environnement, des transports, de l'énergie et de la communication a octroyé à l'Etat de Genève le droit d'expropriation, sur la base de la loi fédérale du 21 décembre 1948 sur l'aviation (LA; RS 748.0), afin qu'il puisse faire ouvrir, par le Président de la Commission fédérale d'estimation du 1er arrondissement, une procédure dans laquelle il serait statué sur les prétentions des deux propriétaires actuelles, R.S. et C.S.

La Commission fédérale d'estimation a rendu le 12 décembre 2001 une décision partielle aux termes de laquelle "les conditions d'octroi d'une indemnité aux expropriées pour l'expropriation formelle de leurs droits de voisinage (...) sont satisfaites" (ch. 1 du dispositif) et "les conditions de l'octroi d'une indemnité aux expropriées pour le survol (...) sont également satisfaites" (ch. 2 du dispositif). La Commission fédérale a ordonné la poursuite de l'instruction, notamment pour procéder à l'estimation des immeubles.

Agissant par la voie du recours de droit administratif, l'Etat de Genève a demandé au Tribunal fédéral d'annuler la décision de la Commission fédérale d'estimation et de rejeter les prétentions de R.S. et C.S., tant pour l'expropriation formelle des droits de voisinage qu'en raison du survol de leurs parcelles. Il soutient que la condition de l'imprévisibilité n'est pas réalisée, ce qui exclurait dans les deux cas l'octroi d'une indemnité d'expropriation.

Le Tribunal fédéral a partiellement admis le recours, et annulé le ch. 1 du dispositif de la décision attaquée. Il a renvoyé l'affaire à la Commission fédérale d'estimation pour la suite de l'instruction.

2. Le recourant conteste qu'une indemnité d'expropriation soit due, tant au titre des immissions de bruit qu'au titre du survol, car la condition de l'imprévisibilité ne serait selon lui pas satisfaite.

2.1 D'après la jurisprudence élaborée sur la base des art. 5 LEx (RS 711) et 684 CC, la collectivité publique, en sa qualité d'expropriante, peut être tenue d'indemniser le propriétaire foncier voisin d'une route nationale, d'une voie de chemin de fer ou d'un aéroport s'il subit, à cause des immissions de bruit, un dommage spécial, imprévisible et grave (cf. ATF 128 II 231 consid. 2.1 p. 233; ATF 124 II 543 consid. 3a p. 548 et 5a p. 551; ATF 123 II 481 consid. 7a p. 491 et les arrêts cités). S'agissant du bruit du trafic aérien sur l'un des aéroports nationaux, le Tribunal fédéral a précisé que l'on ne tenait pas compte de la condition de l'imprévisibilité quand le bien-fonds exposé au bruit avait été acquis par l'exproprié - ou par son prédécesseur, en cas de succession ou d'avancement d'hoirie - avant le 1er janvier 1961 (ATF 121 II 317 consid. 6b p. 334 ss). En revanche, si l'exproprié a acquis son bien-fonds à partir du 1er janvier 1961, il faut considérer que les effets de l'exploitation de l'aéroport, avec le développement du trafic aérien, étaient prévisibles voire connus, ce qui exclut l'octroi d'une indemnité d'expropriation fondée sur l'art. 5 LEx (ATF 128 II 231 consid. 2.2 p. 234; ATF 121 II 317 consid. 6c p. 337 s.). Ces règles, s'appliquant à propos des immissions de bruit, ne sont pas discutées dans la présente procédure. Le recourant soutient en revanche que la condition de l'imprévisibilité devrait aussi s'appliquer lorsqu'un propriétaire foncier, voisin de l'aéroport, demande une indemnité à cause du survol de son bien-fonds.

2.2 Dans sa jurisprudence, en matière d'expropriation formelle, concernant les nuisances provoquées par l'exploitation des aéroports nationaux, le Tribunal fédéral fait une distinction entre les atteintes aux biens-fonds survolés et celles subies dans le voisinage de l'aéroport, sur les biens-fonds ne se trouvant pas dans l'axe de la piste. Dans les deux cas, l'immeuble est exposé au bruit du trafic aérien; mais quand en outre il est survolé, il est encore soumis à d'autres nuisances ou effets indésirables. Ainsi, dans son arrêt Tranchet du 24 juin 1996 (ATF 122 II 349 ss), le Tribunal fédéral a considéré que le passage régulier, à une centaine de mètres au-dessus d'une habitation familiale, d'un engin dont les dimensions étaient nettement plus importantes que celles du bâtiment survolé, était de nature à déranger ou perturber de façon sensible les habitants de cette maison (ATF 122 II 349 consid. 4a/cc p. 355); il a aussi mentionné les risques accrus de subir un dommage par l'effet des turbulences ou par la chute d'objets se détachant des fuselages (ATF 122 II 349 consid. 4b p. 356 - à propos des remous consécutifs au passage d'un avion, cf. MARC LAHUSEN, Die unerlaubte Handlung durch Immissionen nach Art. 138 IPRG, thèse Zurich 2001, p. 284).

2.3 Cette distinction a également un fondement juridique: le survol - ou survol stricto sensu - est une intrusion ou une ingérence directe dans l'espace aérien d'un fonds, tandis que le bruit est une immission, à savoir une conséquence indirecte que l'exercice de la propriété sur un fonds peut avoir sur les fonds voisins (cf. ATF 122 II 349 consid. 4b p. 356; cf. également arrêt 1E.7/1999 du 21 février 2000, consid. 4a).

Lorsque le droit civil est seul applicable - dans le voisinage d'un aérodrome privé, par exemple -, un propriétaire foncier peut toujours s'opposer à ce que son bien-fonds soit survolé à faible altitude par des aéronefs. Si ce survol est nécessaire au regard de la situation ou des conditions d'exploitation de l'aérodrome, il incombe au propriétaire de cette installation d'acquérir préalablement le droit de passer dans l'espace aérien du bien-fonds voisin (droit de survol - cf. ATF 104 II 86; arrêt 1P.323/1994 du 12 mai 1995, publié in ZBl 97/1996 p. 416, consid. 4b). A défaut d'un droit de survol, l'usurpation que représente le survol peut être repoussée (art. 641 al. 2 CC). Il n'y a cependant une ingérence dans l'espace aérien du fonds que lorsque le passage des aéronefs s'effectue à faible altitude: un passage à plus haute altitude, au-delà de la limite de l'espace aérien du fonds, n'est plus une usurpation (il n'est alors plus question de survol stricto sensu). Le droit civil n'a pas fixé une fois pour toutes cette altitude car, d'après l'art. 667 al. 1 CC, c'est l'intérêt que présente l'exercice du droit de propriété - notamment l'intérêt à s'opposer aux ingérences de tiers, en fonction de la situation de l'immeuble et d'autres circonstances concrètes - qui définit dans chaque cas l'extension verticale de la propriété foncière (cf. ATF 123 II 481 consid. 8 p. 494; ATF 122 II 349 consid. 4a/aa p. 352; ATF 104 II 86 et les arrêts cités). Dans l'espace aérien de la parcelle, le droit civil ne prévoit donc pas que le propriétaire doive tolérer le survol, quand bien même l'existence d'un aéroport aurait créé, dans son voisinage, un "usage local". Demeure éventuellement réservé le passage nécessaire, que le voisin pourrait être tenu de céder au propriétaire de l'aéroport "moyennant pleine indemnité", conformément aux conditions de l'art. 694 al. 1 CC (la situation juridique pourrait alors être comparée à celle créée par le passage d'un téléphérique dans l'espace aérien d'une parcelle; cf. à ce propos ATF 71 II 83 consid. 4 p. 85; ARTHUR MEIER-HAYOZ, Commentaire bernois, n. 15 ad art. 694 CC; KARIN CARONI-RUDOLF, Der Notweg, thèse Berne 1969, p. 60; CHARLES KNAPP, note in JdT 1945 I p. 521).

S'agissant des atteintes indirectes sous la forme d'immissions - l'art. 684 al. 2 CC énumère à ce propos les émissions de fumée ou de suie, les émanations incommodantes, les bruits et les trépidations -, le droit civil impose au propriétaire touché un certain devoir de tolérance. En effet, l'art. 684 al. 2 CC ne contient pas une interdiction générale des immissions, mais seulement de celles "qui excèdent les limites de la tolérance que se doivent les voisins eu égard à l'usage local, à la situation et à la nature des immeubles" (au sujet de l'obligation de tolérer les immissions non excessives, cf. notamment HEINZ REY, Commentaire bâlois, 1998, n. 1 ad art. 684 CC). Le propriétaire qui est à l'origine d'immissions excessives ne peut par principe pas se prévaloir de l'antériorité de son établissement; néanmoins, l'utilisation préexistante des immeubles, avec les immissions qu'elle provoque, peut avoir une influence sur l'évolution de l'usage local réservé à l'art. 684 al. 2 CC, et donc sur le degré de tolérance que l'on peut imposer aux voisins (cf. REY, op. cit., n. 13 ad art. 684 CC; MEIER-HAYOZ, Commentaire bernois, n. 140 ss ad art. 684 CC). Les moyens de défense du droit privé - ceux prévus par l'art. 679 CC, consacrant la responsabilité du propriétaire foncier qui excède son droit - ne sont donc efficaces que si les immissions en cause peuvent être qualifiées d'excessives d'après l'usage local.

2.4 Conformément à la jurisprudence de droit public, les moyens de défense du droit privé, tant contre le survol stricto sensu que contre les immissions excessives, ne sont plus disponibles si ces atteintes proviennent de l'utilisation, conforme à sa destination, d'un aéroport public, le droit fédéral prévoyant l'octroi du droit d'expropriation au concessionnaire pour la réalisation et la mise en exploitation d'une telle installation (cf. art. 36a al. 4 LA). La prétention au versement d'une indemnité d'expropriation se substitue aux actions du droit privé et il appartient non plus au juge civil, mais au juge de l'expropriation de statuer sur l'existence du droit ainsi que sur la nature et le montant de l'indemnité (cf. art. 5 LEx; ATF 124 II 543 consid. 3 p. 548; ATF 123 II 481 consid. 7a p. 490; ATF 122 II 349 consid. 4b p. 355, et les arrêts cités). De ce point de vue, la jurisprudence ne fait donc pas la distinction entre l'indemnité d'expropriation due en raison du survol, usurpation ou atteinte directe, et celle due en raison du bruit, immission ou atteinte indirecte.

2.5 Cela étant, la jurisprudence subordonne l'octroi d'une indemnité d'expropriation en raison d'immissions de bruit excessives à la réalisation de trois conditions - l'imprévisibilité, la spécialité et la gravité (cf. supra, consid. 2.1) -, tandis qu'elle ne prévoit pas ces conditions pour l'indemnité en raison du survol stricto sensu. Cette différence ressort clairement de l'arrêt Tranchet précité: il y est exposé que le juge de l'expropriation, appelé à se prononcer sur des prétentions à une indemnité en raison du survol, n'a en principe pas à appliquer ces trois conditions, en particulier celle de l'imprévisibilité (ATF 122 II 349 consid. 4b p. 356; cf. également l'arrêt E.22/1992 du 24 juin 1996, consid. 9d - arrêt rendu le même jour que l'arrêt Tranchet). Cette règle jurisprudentielle a été rappelée dans un arrêt plus récent (ATF 124 II 543 consid. 5d p. 557); la doctrine y a également fait référence, sans du reste la discuter (cf. GRÉGORY BOVEY, L'expropriation des droits de voisinage, thèse Lausanne 2000, p. 155 n. 692; TOBIAS JAAG, Der Flughafen Zürich im Spannungsfeld von lokalem, nationalem und internationalem Recht, in Festschrift Lendi, Zurich 1998, p. 226).

En déclarant ainsi inapplicable la condition de l'imprévisibilité en matière de survol stricto sensu, le Tribunal fédéral a résolu pour la première fois, dans l'arrêt Tranchet, une question qu'il n'avait pas abordée dans l'arrêt Jeanneret du 12 juillet 1995 (ATF 121 II 317 ss). Certes, dans ce dernier arrêt, le survol avait été mentionné comme un élément caractéristique des nuisances du trafic aérien, par opposition à celles du trafic routier ou ferroviaire. Il s'agissait alors uniquement d'examiner si le préjudice causé par le bruit des avions - bruit pouvant également résulter du passage des aéronefs à la verticale des biens-fonds touchés, et dont la source ne se trouve donc pas toujours sur des terrains voisins appartenant à l'expropriant - était si spécifique ou différent qu'il eût fallu soumettre l'indemnité pour expropriation de droits de voisinage à d'autres conditions. Le Tribunal fédéral a répondu négativement à cette question, qualifiant dans ce contexte le survol d'élément secondaire (ATF 121 II 317 consid. 5b p. 331/332).

2.6 C'est donc dans l'arrêt Tranchet du 24 juin 1996 (ATF 122 II 349) que le Tribunal fédéral a reconnu, pour la première fois, qu'un propriétaire pouvait prétendre à une indemnité d'expropriation pour le survol stricto sensu, indépendamment de son droit à une indemnité en raison des immissions de bruit, et que la condition de l'imprévisibilité n'entrait pas en considération pour le survol. Nonobstant ce double fondement, une indemnité globale a cependant été allouée dans cette affaire (ATF 122 II 349 consid. 4b in fine p. 357), conformément au principe de l'unité de l'indemnité d'expropriation (ATF 121 II 350 consid. 5d p. 354).

L'inapplicabilité de la condition de l'imprévisibilité a pour conséquence qu'une indemnité pour le survol peut être allouée au propriétaire d'un bien-fonds situé dans l'axe de la piste, même si ce bien-fonds a été acheté à une époque où il était déjà survolé par les avions du trafic commercial ou de lignes. En posant ce principe dans l'arrêt Tranchet, le Tribunal fédéral s'est référé aux "règles (matérielles) du droit civil" (ATF 122 II 349 consid. 4b p. 356). Cela signifie d'une part que, même si la présence d'un aéroport national a pu faire évoluer l'usage local dans les zones à bâtir environnantes (cf. à ce propos: WALTER J. MÜLLER, Ansprüche aus Fluglärmimmissionen in der Umgebung von Flughäfen nach schweizerischem Recht, thèse Bâle 1987, p. 146), le juge de l'expropriation n'a pas à tenir compte de cette circonstance puisqu'il ne lui incombe pas d'évaluer le caractère tolérable d'une immission indirecte (cf. art. 684 al. 2 CC), mais bien de se prononcer sur les conséquences d'une usurpation au sens de l'art. 641 al. 2 CC, qu'aucun usage local ne saurait obliger à tolérer (cf. supra, consid. 2.3). D'autre part, le Tribunal fédéral n'entendait pas, pour le survol stricto sensu, prévoir la même dérogation au régime des art. 679 ss CC qu'en matière d'immissions de bruit (car c'est bien, en définitive, par la condition de l'imprévisibilité que le régime de la loi fédérale sur l'expropriation diffère sensiblement de celui du code civil; cf. MEIER-HAYOZ, Commentaire bernois, n. 250 et 253 ad art. 684 CC). Le survol à basse altitude provoque en effet des nuisances si particulières, au-dessus des maisons d'habitation, qu'on ne saurait reconnaître à la collectivité publique le privilège d'obliger, unilatéralement et sans indemnité, les propriétaires de biens-fonds survolés à tolérer pareille atteinte ou intrusion dès le moment où le développement de l'aéroport et de ses conditions d'exploitation étaient devenus prévisibles.

Le recourant n'est donc pas fondé à déduire de la jurisprudence, spécialement de l'arrêt Jeanneret (ATF 121 II 317), que l'octroi d'une indemnité d'expropriation en raison du survol stricto sensu est subordonné à l'imprévisibilité de cette atteinte.

2.7 Si la prévisibilité ou l'antériorité de l'exploitation de l'aéroport n'ont aucune influence sur l'existence du droit à une indemnité d'expropriation en raison du survol, ces éléments peuvent cependant être pris en considération lors de la fixation de l'indemnité.

S'agissant des immissions excessives (art. 684 al. 2 CC), la jurisprudence civile du Tribunal fédéral admet que, pour des raisons d'équité, on réduise les dommages-intérêts alloués sur la base de l'art. 679 CC en tenant compte de l'antériorité de l'établissement de l'installation d'où proviennent les immissions (ATF 88 II 10 consid. 1a p. 13; ATF 40 II 445 consid. 2 p. 452; cf. également ATF 110 Ib 43 consid. 4 p. 49). D'après la doctrine, il ne serait pas équitable que celui qui, à cause de cette circonstance, a pu obtenir du vendeur un prix plus bas lors de l'achat de l'immeuble, reçoive en outre des dommages-intérêts fixés sans égard au prix d'achat; le propriétaire touché obtiendrait sinon, en quelque sorte, une double indemnisation (cf. MEYER-HAYOZ, op. cit., n. 139 ad art. 684 CC; HANS SCHLEGEL, Die Immissionen des Art. 684 ZGB in ihrem Verhältnis zu den zürcherischen kantonalen Eigentumsbeschränkungen, thèse Zurich 1949, p. 69; ARTHUR BAUHOFER, Immissionen und Gewerberecht, thèse Zurich 1916, p. 121). Ces considérations sont aussi valables, en matière d'expropriation, pour l'indemnisation du survol stricto sensu. Puisque la condition de l'imprévisibilité n'est pas applicable, l'acquéreur récent d'un immeuble effectivement survolé depuis plusieurs années peut prétendre à une indemnité; si cet élément a influencé sensiblement le prix de vente, le juge de l'expropriation pourra en tenir compte et réduire le cas échéant, pour des motifs d'équité, l'indemnité d'expropriation calculée en principe sur la base de l'art. 19 let. b LEx (méthode de la différence - cf. notamment ATF 122 II 337 consid. 4c p. 343).

2.8 Par ailleurs, l'indemnité due pour le survol stricto sensu - que l'on peut assimiler en quelque sorte à une indemnité pour la constitution forcée d'une servitude par voie d'expropriation (cf. ATF 124 II 543 consid. 5d p. 557; ATF 123 II 560 consid. 3a p. 564; ATF 122 II 349 consid. 4b p. 356; ATF 121 II 317 consid. 4a p. 326, 350 consid. 5e p. 354 et les arrêts cités) - ne peut être allouée qu'une seule fois; elle vise à compenser une fois pour toutes la moins-value subie par l'immeuble. Les propriétaires successifs d'un bien-fonds survolé ne sauraient donc prétendre, chacun, à une telle indemnité.

2.9 Il faut encore que l'indemnité ait été demandée en temps utile. D'après la jurisprudence du Tribunal fédéral, les mêmes règles doivent en principe s'appliquer en matière de prescription, quel que soit le fondement des prétentions des propriétaires voisins de l'aéroport de Genève (immissions de bruit ou survol - cf. ATF 124 II 543 consid. 5d p. 557 et arrêt 1E.7/1999 du 21 février 2000, consid. 4c). Ainsi, l'expropriant ne saurait opposer la prescription aux propriétaires voisins qui ont annoncé leurs prétentions dans les cinq ans suivant la publication, le 2 septembre 1987, de la décision d'approbation du plan des zones de bruit de l'aéroport; en revanche la prescription est en principe acquise quand les prétentions ont été produites une fois échu ce délai quinquennal (ATF 124 II 543 consid. 5c/cc p. 555; arrêt 1E.6/1999 du 24 décembre 1999, consid. 3c/cc). Cette question n'a toutefois pas à être examinée plus avant dans le présent arrêt.

3. Le dossier de la cause démontre que le terrain litigieux est survolé par les avions atterrissant sur la piste 05 orientée sud-ouest/nord-est. En effet, en raison de l'écart latéral admissible par rapport à l'axe de la piste (0,5o, voire 1,25o) et compte tenu de l'envergure des avions employés pour le trafic de lignes (souvent plus de 40 m, parfois 60 m - cf. ATF 122 II 349 consid. 4a/cc p. 355), ce terrain est entièrement inclus dans le "couloir" d'approche de l'aéroport ("Glide Path"). D'après la décision attaquée, l'altitude de survol est d'environ 108 m au-dessus du niveau du sol (le terrain litigieux est directement voisin de celui des consorts Tranchet - cf. ATF 122 II 349 consid. 4a/cc p. 355). Ces éléments de fait ne sont pas contestés.

Comme dans l'affaire Tranchet, il faut considérer en l'espèce que le passage régulier d'avions de ligne à une centaine de mètres au-dessus d'une maison d'habitation familiale constitue une ingérence ou une intrusion dans l'espace aérien de la parcelle (ATF 122 II 349 consid. 4a/cc p. 355; cf. supra, consid. 2.2). R.S., qui a demandé une indemnité d'expropriation avant le 2 septembre 1992, fait valoir des prétentions à cause de ce survol; comme les conditions de l'imprévisibilité, de la spécialité et de la gravité ne s'appliquent pas, rien ne s'opposait à ce que la Commission fédérale d'estimation lui reconnût, en principe, le droit à une indemnité d'expropriation en raison du survol (ch. 2 du dispositif de la décision attaquée). Les griefs du recourant à ce sujet sont donc mal fondés.

Dans ces conditions, il n'y a pas lieu de se prononcer, à ce stade, sur le sort des conclusions prises à titre subsidiaire, devant la Commission fédérale d'estimation, par C.S.

4. Dans la situation que l'on vient d'exposer, il faut considérer que les nuisances provoquées par les passages des avions - bruit intense lors de chaque atterrissage, remous d'air, effluves provenant des moteurs, sentiment de crainte ou d'inconfort dû à la présence au-dessus de soi d'une masse importante en mouvement, etc. - prennent une importance prépondérante. Les immissions de bruit "résiduelles" - provoquées lors des décollages, sans intrusion dans l'espace aérien de la parcelle, ou lors d'atterrissages sur la piste opposée, ou encore lors de manoeuvres au sol - revêtent dès lors un caractère accessoire; elles n'influencent plus sensiblement l'estimation de moins-value de l'immeuble causée par l'exploitation de l'aéroport. C'est pourquoi, dans le cas particulier, il n'est pas nécessaire de déterminer si les expropriées ont droit à une compensation spécifiquement en raison des immissions de bruit, car l'indemnité d'expropriation due au titre du survol doit être fixée de manière à réparer entièrement le dommage subi.

Il s'ensuit qu'il n'y a pas lieu d'examiner si les expropriées pouvaient ou non se prévaloir de la condition de l'imprévisibilité. L'argumentation du recourant à ce sujet est dès lors sans pertinence. Néanmoins, ses conclusions tendant à l'annulation du ch. 1 du dispositif de la décision attaquée, lequel reconnaît aux expropriées le droit à une indemnité pour l'expropriation de droits de voisinage à cause des immissions de bruit, sont fondées. En effet, il était superflu de se prononcer sur ce second fondement éventuel de l'indemnité d'expropriation. Dès lors que le Tribunal fédéral n'est lié que par les conclusions des parties, et non pas par les motifs qu'elles invoquent (art. 114 al. 1 OJ), il faut admettre partiellement, sur ce point, le recours de droit administratif, et partant annuler le ch. 1 du dispositif de la décision attaquée.