facts:
Considérant en fait et en droit :
1.
Par acte daté du 11 février 2021, A._ recourt en matière pénale au Tribunal fédéral contre deux arrêts du 11 janvier 2021. Par le premier de ces arrêts (ARMP.2020.178/sk), l'Autorité de recours en matière pénale du Tribunal cantonal neuchâtelois a rejeté le recours interjeté par l'intéressé contre une décision du 30 novembre 2020 (et non du 11 novembre 2020 comme indiqué sur le rubrum de la décision cantonale) par laquelle le Ministère public neuchâtelois a refusé de revenir sur l'affaire en lien avec une plainte pénale du 2 juillet 2019, objet d'une décision de non-entrée en matière entrée en force, et a refusé d'entrer en matière sur une plainte du 11 novembre 2020, dirigée par A._ "contre [un] individu employé de la police" (dossier 6B_204/2021). Par le second de ces deux arrêts (ARMP.2020.187/sk), la même cour cantonale a rejeté le recours formé par le même recourant contre une décision du 11 décembre 2020 (et non du 11 novembre 2020 comme indiqué sur le rubrum de la décision cantonale) par laquelle le Ministère public neuchâtelois a refusé d'entrer en matière sur une plainte du 30 novembre 2020 "pour association de malfaiteurs" portée par A._ contre les dénommés B._ et C._ (dossier 6B_205/2021).
2.
Les deux mémoires de recours identiques émanent du même recourant et sont dirigés contre deux décisions de même nature émanant de la même autorité. Autant que l'on comprenne le recourant, ces décisions concernent le même complexe de faits. Les deux causes posent des questions de recevabilité similaires. Il est opportun, singulièrement dans l'optique de l'économie de la procédure, de joindre ces deux affaires et de les traiter en un seul arrêt (<ref-law> et 71 LTF).
3.

considerations:
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 et doivent en conséquence être déduites ordinairement devant les tribunaux civils. Il s'agit principalement des prétentions en réparation du dommage et du tort moral au sens des <ref-law>. En vertu de l'<ref-law>, il incombe à la partie recourante d'alléguer les faits qu'elle considère comme propres à fonder sa qualité pour recourir. Lorsque le recours est dirigé contre une décision de non-entrée en matière ou de classement de l'action pénale, la partie plaignante n'a pas nécessairement déjà pris des conclusions civiles. Quand bien même la partie plaignante aurait déjà déclaré des conclusions civiles (cf. <ref-law>), il n'en reste pas moins que le ministère public qui refuse d'entrer en matière ou prononce un classement n'a pas à statuer sur l'aspect civil (cf. <ref-law>). Dans tous les cas, il incombe par conséquent à la partie plaignante d'expliquer dans son mémoire au Tribunal fédéral quelles prétentions civiles elle entend faire valoir contre l'intimé. Comme il n'appartient pas à la partie plaignante de se substituer au ministère public ou d'assouvir une soif de vengeance, la jurisprudence entend se montrer restrictive et stricte, de sorte que le Tribunal fédéral n'entre en matière que s'il ressort de façon suffisamment précise de la motivation du recours que les conditions précitées sont réalisées, à moins que l'on puisse le déduire directement et sans ambiguïté compte tenu notamment de la nature de l'infraction alléguée (<ref-ruling> consid. 1.1 p. 4).
4.
En l'espèce, le recourant ne dit mot d'éventuelles prétentions civiles, dont ni l'existence, ni la nature, ni même l'ordre de grandeur ne peuvent être déduits sans ambiguïté de la nature de la cause. Il suffit, à cet égard, de relever que la procédure ARMP.2020.178/sk paraît avoir eu exclusivement trait à une plainte dirigée contre un ou des agents de police. Or, conformément aux dispositions de la loi neuchâteloise, du 26 juin 1989, sur la responsabilité des collectivités publiques et de leurs agents (LResp/NE; RS/NE 150.10), la collectivité publique répond du dommage causé sans droit à un tiers par ses agents dans l'exercice de leurs fonctions, sans égard à la faute de ces derniers (art. 5 al. 1 LResp/NE) et le lésé n'a aucune action contre l'agent responsable (art. 9 LResp/NE). Il s'ensuit que le recourant ne peut élever aucune prétention, moins encore de droit privé, à l'égard de la ou des personnes mises en cause par sa plainte. Il ne démontre dès lors pas à satisfaction de droit être légitimé à recourir en matière pénale au regard de l'art. 81 al. 1 let. a et b ch. 5 LTF.
Quant à la procédure ARMP.2020.187/sk, le recourant paraît y mettre en cause, outre le Prof. C._, sans que l'on sache précisément à quel titre, des "concurrents étatiques", soit le Prof. B._ et le Prof. D._, respectivement l'Université de X._ et la société E._ SA, qui serait une filiale d'un consortium financé majoritairement par de l'argent public et dont l'Université de X._ ferait partie (mémoire de recours, p. 5). Compte tenu des règles de responsabilité rappelées ci-dessus, ces circonstances, dans lesquelles l'intervention des secteurs privé et public ne peut être aisément démêlée, ne permettent, en tout cas, pas de comprendre sans ambiguïté quelles prétentions de droit privé le recourant pourrait élever et moins encore contre qui. Faute de toute explication sur ce point, le recourant ne démontre pas non plus à satisfaction de droit avoir qualité pour recourir en matière pénale contre le second arrêt.
5.
Dans la perspective d'une éventuelle violation du droit de porter plainte du recourant (art. 81 al. 1 let. a et b ch. 6 LTF), celui-ci fait certes état, sans grande précision, d'"excuses de la police pour ne pas poursuivre mes plaintes" (mémoire de recours, p. 1), mais autant qu'on le comprenne, le recourant se réfère ainsi à une plainte du 2 juillet 2019, classée le 30 septembre de la même année, qui n'a pas fait l'objet d'un recours (arrêt entrepris, consid. A, consid. B.b et consid. C.b p. 2 s.).
6.
Pour le surplus, l'écriture du 11 février 2021 est essentiellement consacrée à la description des faits qui ont conduit le recourant à déposer des plaintes. On n'y discerne, en revanche, pas d'allégation d'une éventuelle violation d'un droit de procédure entièrement séparé du fond (cf. <ref-ruling> consid. 1.1 p. 5; <ref-ruling> consid. 1.9 p. 40 et les références citées). Le recourant ne démontre donc pas avoir qualité pour recourir sous cet angle non plus.
7.
Les motifs d'irrecevabilité sont patents. Ils doivent être constatés dans la procédure prévue par l'<ref-law>. Le recourant succombe. Il supporte les frais de la procédure (art. 65 al. 2 et 66 al. 1 LTF).

rulings:
Par ces motifs, le Juge présidant prononce :
1.
Les causes 6B_204 et 205/2021 sont jointes.
2.
Les recours 6B_204 et 205/2021 sont irrecevables.
3.
Les frais judiciaires, arrêtés à 800 fr., sont mis à la charge du recourant.
4.
Le présent arrêt est communiqué aux parties et au Tribunal cantonal de la République et canton de Neuchâtel, Autorité de recours en matière pénale.
Lausanne, le 8 avril 2021
Au nom de la Cour de droit pénal
du Tribunal fédéral suisse
Le Juge présidant : Denys
Le Greffier : Vallat


facts:
Sachverhalt:
A.
A._, geboren 1992, ist bei der CONCORDIA Schweizerische Kranken- und Unfallversicherung AG (nachfolgend: Concordia) obligatorisch krankenversichert. Mit Unfallmeldung KVG vom 20. September 2018 führte er aus, sich am 20. August 2018 bei einem Verkehrsunfall verletzt zu haben. Am 3. Mai 2019 erstatte die B._ GmbH wegen desselben Ereignisses bei der Schweizerischen Unfallversicherungsanstalt (nachfolgend: Suva) Unfallmeldung UVG. Dabei gab sie an, A._ sei seit 1. August 2018 als Hilfsarbeiter bei ihr angestellt. Die Suva erbrachte vorerst die gesetzlichen Leistungen (Heilbehandlung und Taggeld), veranlasste indes weitere Abklärungen. Unter Verweis auf neu entdeckte Tatsachen verweigerte sie mit formlosem Schreiben vom 27. September 2019 weitere Versicherungsleistungen. Revisionshalber verneinte sie die Versicherungsdeckung betreffend den Autounfall vom 20. August 2018 und forderte die Rückerstattung in Höhe von Fr. 48'328.- der bereits erbrachten Leistungen (Verfügung vom 9. Oktober 2019). Daran hielt sie auf Einsprache des A._ hin fest (Einspracheentscheid vom 30. Juni 2020).
B.
Die hiegegen erhobene Beschwerde des A._ wies das Sozialversicherungsgericht des Kantons Zürich mit Urteil vom 8. September 2021 ab.
C.
A._ lässt Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten führen und beantragen, es seien ihm in Aufhebung des angefochtenen Urteils die gesetzlichen Leistungen gemäss UVG zuzuzusprechen. Zudem sei festzustellen, dass seitens der Suva kein Rückforderungsanspruch bestehe. Eventualiter sei die Sache zur Neubeurteilung an die Vorinstanz zurückzuweisen. Im Übrigen ersucht er um Gewährung der unentgeltlichen Rechtspflege und Verbeiständung.

considerations:
Erwägungen:
1.
1.1. Die Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten kann wegen Rechtsverletzungen gemäss Art. 95 f. BGG erhoben werden. Das Bundesgericht wendet das Recht von Amtes wegen an (<ref-law>). Dennoch prüft es - offensichtliche Fehler vorbehalten -nur die in seinem Verfahren gerügten Rechtsmängel (Art. 42 Abs. 1 und 2 BGG; vgl. <ref-ruling> E. 4.2 mit Hinweis).
1.2. Im Beschwerdeverfahren um die Zusprechung oder Verweigerung von Geldleistungen der Unfallversicherung ist das Bundesgericht nicht an die vorinstanzliche Feststellung des rechtserheblichen Sachverhalts gebunden (Art. 97 Abs. 2 und Art. 105 Abs. 3 BGG). Im Streit, ob für ein Unfallereignis Versicherungsdeckung besteht, kommt diese Ausnahmeregelung allerdings ungeachtet dessen, dass von der Beurteilung der Streitfrage auch Ansprüche auf Geldleistungen der obligatorischen Unfallversicherung abhängen können, nicht zur Anwendung (<ref-ruling> E. 1.2.2; Urteil 8C_114/2020 vom 3. Juni 2020 E. 2.2, nicht publ. in: <ref-ruling>, aber in: SVR 2020 UV Nr. 39 S. 155; Urteil 8C_325/2021 vom 23. Dezember 2021 E. 1.2; siehe auch JOHANNA DORMANN, in: Basler Kommentar, Bundesgerichtsgesetz, 3. Aufl. 2018, N. 46 zu <ref-law>). Das Bundesgericht kann daher die vorinstanzliche Sachverhaltsfeststellung im vorliegenden Fall nur berichtigen oder ergänzen, wenn sie offensichtlich unrichtig ist oder auf einer Rechtsverletzung im Sinne von <ref-law> beruht und wenn die Behebung des Mangels für den Verfahrensausgang entscheidend sein kann (Art. 97 Abs. 1 und Art. 105 Abs. 2 BGG).
1.3. Eine Beweiswürdigung ist nicht bereits dann offensichtlich unrichtig, und damit willkürlich, wenn eine andere Lösung ebenfalls vertretbar erscheint oder gar vorzuziehen wäre, sondern erst dann, wenn der Entscheid - im Ergebnis - offensichtlich unhaltbar ist, zur tatsächlichen Situation in klarem Widerspruch steht oder auf einem offenkundigen Fehler beruht (vgl. <ref-ruling> E. 6.3.1). Das trifft dann zu, wenn das Gericht Sinn und Tragweite eines Beweismittels offensichtlich verkannt, wenn es ohne sachlichen Grund ein wichtiges und entscheidwesentliches Beweismittel unberücksichtigt gelassen oder wenn es auf der Grundlage der festgestellten Tatsachen unhaltbare Schlussfolgerungen gezogen hat (vgl. <ref-ruling> E. 3.6.2 mit Hinweisen).
2.
Streitig und zu prüfen ist, ob die Vorinstanz Bundesrecht verletzte, indem sie ein Arbeitsverhältnis zwischen dem Beschwerdeführer und der B._ GmbH im Zeitpunkt des Unfalls vom 20. August 2018 und damit die Versicherungsdeckung verneinte.
3.
Was die massgeblichen Rechtsgrundlagen anbelangt, insbesondere <ref-law> (vgl. <ref-ruling> E. 4.2 f.), kann auf die zutreffende Wiedergabe im angefochtenen Urteil verwiesen werden (<ref-law>).
4.
Im Sozialversicherungsrecht gilt der Beweisgrad der überwiegenden Wahrscheinlichkeit. Die blosse Möglichkeit eines bestimmten Sachverhalts genügt den Beweisanforderungen nicht. Das Gericht hat vielmehr jener Sachverhaltsdarstellung zu folgen, die es von allen möglichen Geschehensabläufen als die wahrscheinlichste würdigt. Die Parteien tragen eine Beweislast in der Regel nur insofern, als im Fall der Beweislosigkeit der Entscheid zu Ungunsten jener Partei ausfällt, die aus dem unbewiesen gebliebenen Sachverhalt Rechte ableiten wollte. Diese Beweisregel greift allerdings erst Platz, wenn es sich als unmöglich erweist, im Rahmen des Untersuchungsgrundsatzes aufgrund einer Beweiswürdigung einen Sachverhalt zu ermitteln, der zumindest die Wahrscheinlichkeit für sich hat, der Wirklichkeit zu entsprechen (zum Ganzen: <ref-ruling> E. 3.2; <ref-ruling> E. 6; SVR 2021 UV Nr. 22 S. 103, 8C_382/2020 E. 3.3).
5.
5.1. Das kantonale Gericht stellte zusammengefasst fest, es existiere kein schriftlicher Arbeitsvertrag zwischen dem Beschwerdeführer und der B._ GmbH. Auch sei zwischen den Gesellschaftern C._ und D._, dem Onkel des Beschwerdeführers, lange unklar gewesen, ob ein mündlich vereinbartes Arbeitsverhältnis bestanden habe. In der Unfallmeldung KVG vom 20. September 2018 sei gegenüber der Concordia kein Arbeitgeber genannt worden. Die Frage "Bis wann und bei wem haben Sie vor dem Unfall letztmals gearbeitet?" habe der Beschwerdeführer mit "niemandem" beantwortet. Diese Angaben habe er einen Monat nach dem Unfall gemacht und sie würden sich mit den Äusserungen der polizeilichen Einvernahme vom 22. August 2018 zum Unfallhergang decken. Anlässlich dieser gab er zu Protokoll, Student zu sein und über keine Einkünfte zu verfügen; seine Ehefrau arbeite. Weiter schilderte er, sich am Unfalltag des 20. August 2018 auf dem Weg zum Onkel befunden zu haben. Er kenne den Weg gut, da er die Strecke öfters zurücklege.
5.2. Danebst bestehen nach vorinstanzlicher Auffassung verschiedene Ungereimtheiten in Bezug auf die Angaben des Beschwerdeführers und der B._ GmbH. So datiere die Anmeldung bei der Pensionskasse vom 1. Dezember 2018, sei bei dieser mit Versand am 30. April 2019 aber erst am 2. Mai 2019 eingegangen. Ein Missverständnis greife als Grund für die Rückdatierung im Lichte der verwandtschaftlichen Verhältnisse des Beschwerdeführers und seines als Gesellschafter der B._ GmbH tätigen Onkels zu kurz. Gegen die Annahme eines Arbeitsverhältnisses spreche ferner, dass sämtliche Lohnzahlungen für die Zeit von August 2018 bis Mai 2019 erst am 17. Mai 2019 respektive am 3. Juni 2019 rückwirkend ausgeführt worden seien. Sodann sei das Missbrauchsrisiko beim Taggeldbezug wegen der engen persönlichen Beziehungen als hoch einzustufen. Den kurz nach dem Unfall vom 20. August 2018 gemachten Angaben komme hohes Gewicht zu. In Würdigung der gesamten Umstände sei nicht mit der nötigen überwiegenden Wahrscheinlichkeit ausgewiesen, dass zur Unfallzeit ein Arbeitsverhältnis bestanden habe.
5.3. Was der Beschwerdeführer - soweit er sich hinreichend mit dem angefochtenen Urteil auseinandersetzt - dagegen einwendet, lässt die vorinstanzliche Verneinung der Versicherungsdeckung für den Unfall vom 20. August 2018 nicht als bundesrechtswidrig erscheinen. Wie die Vorinstanz zutreffend erwog, handelt es sich bei Angaben zu einem allfälligen Arbeitgeber um einfache Lebensfakten, deren Beantwortung einem juristischen Laien ohne vorgängige Rechtsberatung zumutbar ist. Nicht ersichtlich, zumal nicht näher spezifiziert, ist die geltend gemachte Verletzung der Begründungspflicht durch das kantonale Gericht. Die Vorinstanz nahm das Vorbringen zur Kenntnis, wonach die Existenz eines Arbeitsverhältnisses vor dem Unfall klar gewesen sei und erst danach diesbezüglich Unklarheiten bestanden hätten. Sie würdigte unter Einbezug der bereits genannten Umstände das Schreiben der Rechtsschutzversicherung der B._ GmbH vom 8. Juli 2019 bloss anders als der Beschwerdeführer. Nach der Rechtsprechung erscheinen Angaben "der ersten Stunde" unbefangener und zuverlässiger als spätere Schilderungen, die bewusst oder unbewusst von Überlegungen versicherungsrechtlicher oder anderer Art beeinflusst sein können, weshalb ersteren höherer Beweiswert zuerkannt werden darf (vgl. <ref-ruling> E. 5.2.2; <ref-ruling> E. 2a; SVR 2021 IV Nr. 75 S. 253, 9C_608/2020 E. 3.3; SVR, 2018 UV Nr. 23 S. 81, 8C_388/2017 E. 4.2).
5.4. Daran vermag auch die grundsätzliche Formfreiheit des Einzelarbeitsvertrages (vgl. <ref-law>) nichts zu ändern. Vielmehr übersieht der Beschwerdeführer, in dessen Interesse die Annahme der Versicherungsdeckung mit Blick auf die von ihm beanspruchten Taggelder (vgl. <ref-law>) liegt, die hier massgebenden Beweisregeln beziehungsweise die ihm obliegende Beweislast und die damit einhergehenden Folgen der Beweislosigkeit (vgl. E. 4 hiervor).
5.5. Zur Frage der Rückerstattungspflicht (vgl. <ref-law>; <ref-ruling> E. 2.2; <ref-ruling> E. 3.2), über welche das kantonale Gericht ebenfalls befand und die es bejahte, äussert sich der Beschwerdeführer nicht konkret. Weiterungen hierzu erübrigen sich.
5.6. Demnach ist weder dargetan noch ersichtlich, inwiefern das kantonale Gericht den Sachverhalt rechtsfehlerhaft festgestellt oder das Bundesrecht sonstwie falsch angewandt haben soll. Vielmehr stellte die Vorinstanz den rechtserheblichen Sachverhalt in der hierfür nötigen Tiefe fest und legte schlüssig dar, weshalb im Unfallzeitpunkt nicht mit überwiegender Wahrscheinlichkeit von einem Arbeitsverhältnis zwischen dem Beschwerdeführer und der B._ GmbH auszugehen ist. Es ist folglich nicht zu beanstanden, dass sie die Versicherungsdeckung verneinte. Damit hat es beim angefochtenen Urteil sein Bewenden.
6.
Die Beschwerde erweist sich als offensichtlich unbegründet, weshalb sie im vereinfachten Verfahren nach <ref-law> ohne Schriftenwechsel und mit summarischer Begründung (<ref-law>) erledigt wird.
7.
Der unterliegende Beschwerdeführer hat die Gerichtskosten zu tragen (<ref-law>). Die offensichtlich unbegründete Beschwerde (vgl. E. 6 hiervor) ist als aussichtslos im Sinne von <ref-law> zu bezeichnen (vgl. Urteil 8C_480/2021 vom 6. Dezember 2021 E. 6; THOMAS GEISER, in: Basler Kommentar, Bundesgerichtsgesetz, 3. Aufl. 2018, N. 22 zu <ref-law>). Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege ist daher abzuweisen.

rulings:
Demnach erkennt das Bundesgericht:
1.
Die Beschwerde wird abgewiesen.
2.
Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege wird abgewiesen.
3.
Die Gerichtskosten von Fr. 800.- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
4.
Dieses Urteil wird den Parteien, dem Sozialversicherungsgericht des Kantons Zürich und dem Bundesamt für Gesundheit schriftlich mitgeteilt.
Luzern, 20. Januar 2022
Im Namen der I. sozialrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Wirthlin
Der Gerichtsschreiber: Cupa

canton: CH

region: Federation


facts:
Faits :
A.
A.a. A._, né en 1986, a travaillé au service de la société B._ SA. A ce titre, il était obligatoirement assuré contre le risque d'accident auprès de la Caisse nationale suisse d'assurance en cas d'accidents (CNA). Le 9 janvier 2013, il a subi une ostéotomie bi-maxillaire et une génioplastie en raison d'une difformité maxillo-faciale. Cette intervention, prise en charge par l'assurance-maladie, a été effectuée par le docteur C._, spécialiste en chirurgie maxillo-faciale, auprès de l'Hôpital D._. Elle a été suivie, dans la nuit du 11 au 12 janvier 2013, d'un arrêt respiratoire qui a nécessité une intubation, puis un transfert aux soins intensifs de l'Hôpital E._ et finalement à l'Hôpital F._ pour une mise sous coma barbiturique. A sa sortie de l'hôpital, le 12 avril 2013, les médecins ont posé le diagnostic principal d'encéphalopathie anoxique compliquée d'un état de mal épileptique avec syndrome de Lance-Adams, ataxie à la marche avec chutes à répétition sur myoclonies d'action et syndrome d'effrayement avec troubles mixtes de la personnalité.
Le 7 juin 2013, A._ a requis l'octroi de prestations de l'assurance-accidents pour les suites de ces complications post-opératoires. La CNA a requis l'avis du docteur G._, médecin-conseil (rapport du 21 août 2013), et soumis le cas au docteur H._, spécialiste en chirurgie orthopédique et traumatologie de l'appareil locomoteur, et médecin de la division de médecine des assurances (rapport du 31 mars 2016). De son côté, l'assuré a produit un rapport du docteur I._, spécialiste en médecine interne et médecin-conseil de J._, assureur-responsabilité civile du docteur C._ (du 18 mars 2014). Par décision du 22 août 2013, confirmée sur opposition le 26 avril 2016, la CNA a refusé de prendre en charge l'atteinte à la santé, motif pris qu'à défaut d'une violation grossière et extraordinaire des règles de l'art, l'intervention du 9 janvier 2013 et ses complications post-opératoires ne constituaient pas un accident.
A.b. Saisie d'un recours, la Ie Cour des assurances sociales du Tribunal cantonal du canton de Fribourg l'a rejeté par jugement du 6 juin 2017.
A.c. Par arrêt du 19 décembre 2017 (8C_528/2017), le Tribunal fédéral a annulé ce jugement et a renvoyé la cause à la cour cantonale pour nouveau jugement après avoir donné suite à la requête de débats publics formée par l'intéressé.
B.
Par jugement du 23 avril 2018, la juridiction cantonale a rejeté le recours dont elle était saisie.
C.
A._ forme un recours en matière de droit public contre ce jugement dont il demande l'annulation, en concluant à la prise en charge rétroactive au 11/12 janvier 2013 du traitement médical et à l'octroi de prestations de l'assurance-accidents. Subsidiairement, il requiert le renvoi de la cause à la cour cantonale pour nouvelle décision, le tout sous suite de frais et dépens. En outre, il demande le bénéfice de l'assistance judiciaire et la désignation de son mandataire en qualité d'avocat d'office.
L'intimée conclut au rejet du recours. La cour cantonale et l'Office fédéral de la santé publique ont renoncé à se déterminer.

considerations:
Considérant en droit :
1.
Le recours est dirigé contre un arrêt final (<ref-law>) rendu en matière de droit public (<ref-law>) par une autorité cantonale de dernière instance (art. 86 al. 1 let. d LTF). Il a été déposé dans le délai (<ref-law>) et la forme (<ref-law>) prévus par la loi. Il est donc recevable.
2.
Le litige porte sur le point de savoir si le recourant a droit à des prestations de l'assurance-accidents, singulièrement si l'intervention chirurgicale du 9 janvier 2013 et ses complications post-opératoires constituent un accident au sens de l'<ref-law> (RS 830.1).
Lorsque le jugement entrepris porte sur des prestations en espèces et en nature de l'assurance-accidents, le Tribunal fédéral constate avec un plein pouvoir d'examen les faits communs aux deux objets litigieux et se fonde sur ces constatations pour statuer, en droit, sur ces deux objets. En revanche, les faits qui ne seraient pertinents que pour statuer sur le droit aux prestations en nature ne sont revus que dans les limites définies par les art. 97 al. 1 et 105 al. 2 LTF (arrêts 8C_657/2017 du 14 mai 2018 consid. 2.2, in SVR 2018 UV n° 39 p. 141; 8C_584/2009 du 2 juillet 2010 consid. 4.1, in SVR 2011 UV n° 1 p. 1; 8C_412/2018 du 26 février 2019 consid. 2.2).
3.
3.1. L'assurance-accidents est en principe tenue d'allouer ses prestations en cas d'accident professionnel ou non professionnel (<ref-law>). Est réputée accident toute atteinte dommageable, soudaine et involontaire, portée au corps humain par une cause extérieure extraordinaire qui compromet la santé physique, mentale ou psychique ou qui entraîne la mort (<ref-law>). La notion d'accident se décompose ainsi en cinq éléments ou conditions, qui doivent être cumulativement réalisés: une atteinte dommageable, le caractère soudain de l'atteinte, le caractère involontaire de l'atteinte, le facteur extérieur de l'atteinte, enfin, le caractère extraordinaire du facteur extérieur. Il suffit que l'un d'entre eux fasse défaut pour que l'événement ne puisse pas être qualifié d'accident (<ref-ruling> consid. 2.1 p. 404 et les références).
3.2. Le point de savoir si un acte médical est comme tel un facteur extérieur extraordinaire doit être tranché sur la base de critères médicaux objectifs. Le caractère extraordinaire d'une telle mesure est une exigence dont la réalisation ne saurait être admise que de manière sévère. Il faut que, compte tenu des circonstances du cas concret, l'acte médical s'écarte considérablement de la pratique courante en médecine et qu'il implique de ce fait objectivement de gros risques (<ref-ruling> consid. 1b p. 38; <ref-ruling> consid. 2b p. 284). Le traitement d'une maladie en soi ne donne pas droit au versement de prestations de l'assureur-accidents, mais une erreur de traitement peut, à titre exceptionnel, être constitutive d'un accident, dès lors qu'il s'agit de confusions ou de maladresses grossières et extraordinaires, voire d'un préjudice intentionnel, avec lesquels personne ne comptait ni ne devait compter. La notion d'erreur médicale ne saurait en effet être étendue à toute faute du médecin, au risque de faire jouer à l'assurance-accidents le rôle d'une assurance de la responsabilité civile des fournisseurs de prestations médicales (arrêt 8C_234/2008 du 31 mars 2009 consid. 3.2, in SVR 2009 UV n° 47 p. 166). La question de l'existence d'un accident sera tranchée indépendamment du point de savoir si l'infraction aux règles de l'art dont répond le médecin entraîne une responsabilité (civile ou de droit public). Il en va de même à l'égard d'un jugement pénal éventuel sanctionnant le comportement du médecin (<ref-ruling> consid. 1b précité p. 39 et les références).
4.
La cour cantonale a considéré qu'en l'occurrence, malgré les complications soudaines survenues après l'intervention chirurgicale, en l'espace de quelques heures, dans la nuit du 11 au 12 janvier 2013, la succession des évènements ne constitue toutefois pas un facteur extérieur extraordinaire en dépit de son caractère spectaculaire. D'une part, les premiers juges sont d'avis que l'opération, qui n'était pas, en soi, particulièrement risquée, s'est déroulée de façon tout à fait satisfaisante. D'autre part, aucun des rapports médicaux versés au dossier ne permet de retenir la commission d'une erreur médicale crasse dans la surveillance et les soins post-opératoires. Se fondant sur les avis des docteurs G._ (rapport du 21 août 2013) et I._ (rapport du 18 mars 2014), la cour cantonale considère que les complications survenues dans la phase post-opératoire sont susceptibles de survenir dans les suites de tout acte médical et que l'oedème du visage constitue un aléa thérapeutique qui n'engage pas la responsabilité des médecins. Quant au docteur H._ (rapport du 31 mars 2016), il indique que les éléments permettant de suspecter une prise en charge insuffisante du point de vue non médical entre le moment où l'assuré s'est présenté au bureau des infirmières pour recevoir de l'aide et le moment où l'anesthésiste a été appelé n'autorisent pas à retenir une attitude irresponsable ni un comportement violant de manière crasse les règles de l'art, même si l'on peut y voir une considération insuffisante de la gravité de la situation conduisant à la mise en oeuvre de mesures inadéquates.
5.
5.1. Par un premier moyen, le recourant invoque la violation du principe de la maxime d'office consacrée aux art. 43 al. 1 et 61 let. c LPGA, en tant que la cour cantonale a renoncé expressément à ordonner des mesures d'instruction, alors que selon lui, celles-ci s'imposaient en raison d'un état de fait incomplet et de l'absence de valeur probante des avis des docteurs G._, I._ et H._. Il reproche aux premiers juges de n'avoir pas élucidé le point de savoir quel aurait dû être le comportement du docteur C._ dans la phase post-opératoire, laquelle a été compliquée à la suite de l'apparition d'un oedème important entraînant la compression des voies aériennes supérieures. Or, les avis médicaux versés au dossier ne permettent pas, selon le recourant, de trancher le point de savoir si le fait de ne pas avoir dégagé les voies aériennes supérieures ni mis en place une assistance respiratoire constituent d'éventuels manquements peu graves ou s'il s'agit d'omissions graves du médecin à qui incombe le suivi post-opératoire.
5.2. Le juge peut effectivement renoncer à accomplir certains actes d'instruction sans que cela n'entraîne une violation de la règle d'appréciation anticipée des preuves s'il est convaincu, en se fondant sur un examen consciencieux des preuves, que certains faits présentent un degré de vraisemblance prépondérante et que d'autres mesures probatoires ne pourraient plus modifier cette appréciation (cf. <ref-ruling> consid. 5.3 p. 236).
5.3. En l'occurrence, le recourant ne parvient pas à démontrer, par une argumentation répondant aux exigences de l'<ref-law>, que l'appréciation anticipée des preuves par la cour cantonale se fonde sur une constatation des faits erronée. Il se contente, en effet, dans une argumentation de nature purement appellatoire, de substituer sa propre appréciation des faits sans démontrer en quoi la renonciation à procéder à un complément d'instruction est basée sur une constatation inexacte, respectivement incomplète, des faits ou en quoi, partant de là, l'appréciation (anticipée) des preuves entraîne une violation du droit au sens de l'<ref-law>. Le moyen tiré de la violation du principe de la maxime d'office consacrée aux art. 43 al. 1 et 61 let. c LPGA n'est dès lors pas admissible. Au demeurant, le complément d'instruction requis par le recourant porte sur le point de savoir si une omission peut être reprochée au médecin traitant durant la phase post-opératoire. Mais comme on le verra ( infra consid. 6), cette question n'est pas pertinente pour établir l'existence d'un accident relevant de la violation grave des règles de l'art médical.
6.
6.1. Par un deuxième moyen, le recourant invoque la constatation inexacte et incomplète des faits pertinents en relation avec le déroulement du suivi post-opératoire et la notion d'accident au sens des <ref-law> et 6 al. 1 LAA. Il soutient que le docteur C._ a commis non pas une erreur d'appréciation à la suite d'une subite détérioration de son état de santé, mais bien plutôt qu'il est resté passif durant plus de deux jours face à une situation connue (pression de l'oedème sur les voies aériennes supérieures) et un risque évident (difficulté, gêne, puis détresse respiratoire et, enfin, arrêt). Aussi la cour cantonale devait-elle retenir que l'existence d'une erreur médicale grossière imputable au docteur C._ ou au personnel infirmier de l'Hôpital D._ était établie et que durant la phase post-opératoire, l'assurée avait subi un accident au sens des <ref-law> et 6 al. 1 LAA. En effet, devant le risque prévisible d'une augmentation de l'oedème, le médecin aurait dû mettre en place une surveillance constante du patient, voire organiser un transfert dans le secteur des soins continus afin d'instaurer une assistance respiratoire. Se référant à un arrêt du Tribunal fédéral des assurances U 56/01 du 18 juillet 2003 (RAMA 2003 n° U 492 p. 371), le recourant invoque une violation des <ref-law> et 6 al. 1 LAA en tant que la cour cantonale a nié qu'une omission pût constituer un accident. Dans cet arrêt, le Tribunal fédéral des assurances a jugé que le critère du caractère extraordinaire de l'atteinte était réalisé dans un cas où, lors du retrait d'un cathéter vésical posé en raison d'une rétention urinaire, le médecin traitant n'avait pas vérifié s'il était complet, de sorte qu'une section d'une longueur importante (19 cm, soit près de la moitié de la longueur totale) était resté dans le corps du patient et avait entraîné des complications sous la forme d'une hématurie douloureuse. Le recourant infère de cette pratique qu'en l'occurrence, l'accident réside dans l'omission du docteur C._ de mettre en oeuvre des mesures médicales devant l'apparition de l'oedème entraînant une compression des voies aériennes supérieures sur une période de plus de cinquante heures.
6.2. Pour répondre aux conditions de la notion juridique de l'accident, l'atteinte à la santé doit trouver son origine dans un facteur extérieur, c'est-à-dire qu'elle doit résulter d'une cause exogène au corps humain. Cet élément, qui s'oppose à la cause interne qui caractérise la maladie, permet de distinguer ces deux éventualités. La cause extérieure peut être d'origine mécanique (un choc, une chute, etc.), électrique (une électrocution, p. ex.), chimique (l'émanation de vapeurs toxiques, p. ex.), thermique (une explosion, une brûlure provoquée par de l'eau bouillante ou des jets de vapeur, etc.) ou encore ionisante (des radiations, p. ex.) (STÉPHANIE PERRENOUD, in Commentaire romand, Loi sur la partie générale des assurances sociales, [Dupont/Moser-Szeless éd.], 2018, n. 19 ad <ref-law>; voir également JEAN-MAURICE FRÉSARD/MARGIT MOSER-SZELESS, L'assurance-accidents obligatoire, in Schweizerisches Bundesverwaltungsrecht [SBVR], Soziale Sicherheit, 3e éd., n. 88 p. 921; ANDRÉ NABOLD, Kommentar zum schweizerischen Sozialversicherungsrecht, Bundesgesetz über die Unfallversicherung, [Hürzeler/Kieser éd.], 2018, ad <ref-law>, n. 20 ss). Un événement qui se produit à l'intérieur du corps (processus biologique, physiologique ou psychique), tel qu'une hémorragie cérébrale, un infarctus du myocarde ou encore la rupture d'une prothèse défectueuse de la hanche qui survient en l'absence de tout événement extérieur anormal (<ref-ruling>) ne saurait être considéré comme un accident, faute de cause extérieure (STÉPHANIE PERRENOUD, op. cit., n. 22 ad <ref-law>).
6.3. En l'occurrence, le parallèle établi par le recourant entre l'omission reprochée au docteur C._ durant la phase post-opératoire et l'état de fait ayant conduit à l'arrêt U 56/01, déjà cité, n'est pas pertinent. Dans cet arrêt, le Tribunal fédéral des assurances a jugé que l'omission du médecin traitant de vérifier si le cathéter retiré était complet remplissait les conditions de la notion d'accident, notamment parce que la partie du cathéter restée dans la vessie constituait une cause exogène au corps humain, à l'origine d'une atteinte dommageable sous la forme d'une hématurie douloureuse. Or, en l'espèce, il n'y a pas de motif d'admettre - et le recourant ne le soutient pas - que l'oedème ayant entraîné une compression des voies aériennes supérieures est le résultat d'une violation grossière des règles de l'art médical. En revanche, il est incontestable que ces complications apparues dans la phase post-opératoire sont survenues en l'absence de toute cause exogène au corps humain. A défaut d'un facteur extérieur, elles ne sauraient dès lors être qualifiées d'accident, sans qu'il soit nécessaire d'examiner si les autres conditions posées à l'<ref-law> sont réalisées (voir p. ex. arrêt 8C_235/2018 du 16 avril 2019 consid. 6.3).
7.
Il s'ensuit que le jugement attaqué n'est pas critiquable en tant qu'il confirme le refus de l'intimée d'allouer ses prestations pour les suites de l'intervention chirurgicale du 9 janvier 2013. Le recours se révèle ainsi mal fondé.
8.
Le recourant, qui satisfait aux conditions de l'<ref-law>, est dispensé de l'obligation de payer les frais judiciaires. Quant aux conditions auxquelles l'<ref-law> subordonne la désignation d'un avocat d'office, elles sont également réalisées. L'attention du recourant est cependant attirée sur le fait qu'il devra rembourser la caisse du Tribunal s'il devient en mesure de le faire ultérieurement (<ref-law>).

rulings:
Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce :
1.
Le recours est rejeté.
2.
L'assistance judiciaire est accordée au recourant.
3.
Les frais judiciaires, arrêtés à 800 fr., sont mis à la charge du recourant. Ils sont toutefois supportés provisoirement par la caisse du Tribunal.
4.
Une indemnité de 2'800 fr., supportée par la caisse du Tribunal, est allouée à M e Charrière à titre d'honoraires.
5.
Le présent arrêt est communiqué aux parties, à la Ie Cour des assurances sociales du Tribunal cantonal du canton de Fribourg et à l'Office fédéral de la santé publique.
Lucerne, le 12 juillet 2019
Au nom de la Ire Cour de droit social
du Tribunal fédéral suisse
La Juge présidant : Heine
Le Greffier : Beauverd


facts:
Sachverhalt:
A.
Der 1982 geborene A._ war bei der B._ AG angestellt und dadurch bei der Zürich Versicherungs-Gesellschaft AG (nachfolgend: Zürich) gegen die Folgen von Unfällen und Berufskrankheiten versichert. Am 27. Juli 2017 liess er durch seine Arbeitgeberin melden, dass er am 21. April 2017 in einer Warteschlange vor einem Club in Belgrad (Serbien) gewartet habe, als plötzlich jemand hinter ihm sehr nahe an seinem linken Ohr in eine Trillerpfeife gepfiffen habe. Dr. med. C._, Fachärztin für Hals- Nasen- und Ohrenkrankheiten, diagnostizierte nach audiometrischen Untersuchungen vom 9. Juni und 9. August 2017 eine Verstärkung eines chronischen Tinnitus aurium links > rechts Grad 3 mit beginnender Dekompensation mit Hyperakusis nach Lärmtrauma vom April 2017 sowie mit lärmtraumatischer Hochtonperzeptionsstörung beidseits (Bericht vom 10. August 2017).
Mit Verfügung vom 30. Januar 2017 verneinte die Zürich einen Leistungsanspruch des Versicherten, da weder ein Unfallereignis noch eine unfallähnliche Körperschädigung vorliege. Daran hielt sie - nach Einholung einer versicherungsmedizinischen Beurteilung ihres beratenden Arztes, Dr. med. D._, Facharzt für Hals- Nasen- und Ohrenkrankheiten sowie Hals- und Gesichtschirurgie, und von E._, Dipl. Pflegefachfrau HF, vom 29. März und 4. April 2018 - mit Einspracheentscheid vom 18. September 2018 fest.
B.
Die dagegen erhobene Beschwerde hiess das Versicherungsgericht des Kantons St. Gallen mit Entscheid vom 16. April 2020 dahingehend gut, dass es den Einspracheentscheid vom 18. September 2018 aufhob und die Sache zu ergänzenden Abklärungen im Sinne der Erwägungen sowie zu neuer Verfügung an die Zürich zurückwies.
C.
Mit Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten beantragt die Zürich, es sei der angefochtene Entscheid aufzuheben und der Einspracheentscheid vom 18. September 2018 zu bestätigen.
Während A._ auf Abweisung der Beschwerde schliessen lässt, verzichtet das Bundesamt für Gesundheit (BAG) auf eine Vernehmlassung.

considerations:
Erwägungen:
1.
1.1. Das Bundesgericht prüft die Eintretensvoraussetzungen von Amtes wegen und mit freier Kognition (<ref-law>; <ref-ruling> E. 1.1 S. 154 mit Hinweis).
1.2. Beim angefochtenen Rückweisungsentscheid handelt es sich, da das Verfahren noch nicht abgeschlossen wird und die Rückweisung auch nicht einzig der Umsetzung des oberinstanzlich Angeordneten dient, um einen selbstständig eröffneten Vor- oder Zwischenentscheid im Sinne von <ref-law>. Die Zulässigkeit der Beschwerde setzt somit alternativ voraus, dass der Entscheid einen nicht wieder gutzumachenden Nachteil bewirken kann (Abs. 1 lit. a) oder dass die Gutheissung der Beschwerde sofort einen Endentscheid herbeiführen und damit einen bedeutenden Aufwand an Zeit oder Kosten für ein weitläufiges Beweisverfahren ersparen würde (Abs. 1 lit. b). Mit der Qualifizierung des Ereignisses vom 21. April 2017 als Unfall enthält der angefochtene Entscheid eine materiell verbindliche Vorgabe, welche die Zürich bei Vorliegen der übrigen Erfordernisse verpflichtet dem Beschwerdegegner Leistungen zuzusprechen. Da der darauf beruhende Endentscheid praktisch nicht angefochten und das Ergebnis nicht mehr korrigiert werden könnte, liegt ein nicht wieder gutzumachender Nachteil nach <ref-law> vor (nicht publ. E. 1.2.2 des Urteils <ref-ruling>, in: SVR 2014 UV Nr. 23 S. 73, Urteil 8C_321/2019 vom 24. September 2019 E. 1). Auf die Beschwerde ist daher einzutreten.
2.
2.1. Die Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten kann wegen Rechtsverletzungen gemäss Art. 95 und 96 BGG erhoben werden. Das Bundesgericht wendet das Recht von Amtes wegen an (<ref-law>). Es ist folglich weder an die in der Beschwerde geltend gemachten Argumente noch an die Erwägungen der Vorinstanz gebunden; es kann eine Beschwerde aus einem anderen als dem angerufenen Grund gutheissen und es kann sie mit einer von der Argumentation der Vorinstanz abweichenden Begründung abweisen. Immerhin prüft das Bundesgericht, unter Berücksichtigung der allgemeinen Pflicht zur Begründung der Beschwerde (Art. 42 Abs. 1 und 2 BGG), grundsätzlich nur die geltend gemachten Rügen, sofern die rechtlichen Mängel nicht geradezu offensichtlich sind (<ref-ruling> E. 4.2 S. 61 mit Hinweis).
2.2. Im Beschwerdeverfahren um die Zusprechung oder Verweigerung von Geldleistungen der Militär- oder Unfallversicherung ist das Bundesgericht nicht an die vorinstanzliche Feststellung des rechtserheblichen Sachverhalts gebunden (Art. 97 Abs. 2 und Art. 105 Abs. 3 BGG).
3.
Streitig und zu prüfen ist, ob das kantonale Gericht Bundesrecht verletzt hat, indem es das Ereignis vom 21. April 2017 entgegen dem Einspracheentscheid vom 18. September 2018 als Unfall im Rechtssinne qualifizierte.
4.
4.1. Unfall ist nach <ref-law> die plötzliche, nicht beabsichtigte schädigende Einwirkung eines ungewöhnlichen äusseren Faktors auf den menschlichen Körper, die eine Beeinträchtigung der körperlichen, geistigen oder psychischen Gesundheit oder den Tod zur Folge hat.
4.2. Der äussere Faktor ist ungewöhnlich, wenn er - nach einem objektiven Massstab - nicht mehr im Rahmen dessen liegt, was für den jeweiligen Lebensbereich alltäglich und üblich ist (<ref-ruling> E. 4.3.1 S. 221; <ref-ruling> E. 4.1 S. 76). Nach der Rechtsprechung bezieht sich das Begriffsmerkmal der Ungewöhnlichkeit nicht auf die Wirkung des äusseren Faktors, sondern nur auf diesen selbst. Ohne Belang für die Prüfung der Ungewöhnlichkeit ist somit, dass der äussere Faktor allenfalls schwerwiegende, unerwartete Folgen nach sich zog (Urteil 8C_842/2018 vom 6. Mai 2019 E. 3.3.1 und 8C_231/2014 vom 27. August 2014 E. 2.3 mit Hinweisen).
4.3. Bezieht sich das Begriffsmerkmal der Ungewöhnlichkeit nicht auf die Wirkung des äusseren Faktors, sondern nur auf diesen selbst, beurteilt sich die Ungewöhnlichkeit einer Lärm- bzw. Schallemmission in erster Linie anhand der Schallexpositionspegelwerte (Urteil 8C_545/2019 vom 14. November 2019 E. 9.2 mit Hinweisen).
5.
5.1. Zum umstrittenen Kriterium der Ungewöhnlichkeit des äusseren Faktors erwog die Vorinstanz, dass in einer Warteschlange vor einem Club nicht mit einem Trillerpfeifenpfiff in unmittelbarer Nähe des Ohres gerechnet werden müsse. Ein solches Ereignis sei weder alltäglich noch üblich. Die bisherige bundesgerichtliche Rechtsprechung habe sich vorwiegend mit Knalltraumata, welche durch eine sehr kurze Schalleinwirkung (< 2 oder 3 ms) mit hohem Schalldruck auf das Ohr definiert seien, und chronischen Lärmtraumata (als häufige Berufskrankheit) auseinandergesetzt. Für diejenigen akustischen Traumata, welche in zeitlicher Hinsicht dazwischen lägen, gebe es weder klare Grenzwerte noch eine gefestigte Rechtsprechung. Ein Trillerpfeifenpfiff befinde sich erfahrungsgemäss von seiner zeitlichen Dauer her im Sekundenbereich, womit kein derart kurzzeitiges Schallereignis wie beim Knall- oder wohl auch beim Explosionstrauma (Schalleinwirkung von > 2 oder 3 ms) gegeben sei, aber auch die Dauer eines akuten Lärmtraumas (Schalleinwirkung während Minuten bis Stunden) deutlich unterschritten werde. Folglich könne nicht unbesehen auf die Grenzwerte für ein Knalltrauma oder lärmbelastete Arbeitsplätze abgestellt werden. Die Vorinstanz erwog weiter, laut Internetquellen könnten Trillerpfeifen Pegel von 120 dB (A) bis zu 140 dB (A) erzeugen und dadurch zu einer Gehörschädigung führen. Es sei demnach mit dem Beweisgrad der überwiegenden Wahrscheinlichkeit davon auszugehen, dass beim vom Versicherten beschriebenen Ereignis vom 21. April 2017 ein ungewöhnlicher äusserer Faktor auf das Gehör eingewirkt habe und somit der Unfallbegriff im Sinne von <ref-law> erfüllt sei. Daran ändere auch der Umstand nichts, dass sich der Beschwerdegegner erstmals am 7. Juni 2017 und damit rund sieben Wochen nach dem Ereignis vom 21. April 2017 in ärztliche Behandlung begeben habe.
5.2. Die Beschwerdeführerin bringt vor, gemäss der gefestigten bundesgerichtlichen Rechtsprechung seien regelmässig Emissionsgrenzwerte als objektive Faktoren für die Beurteilung der Ungewöhnlichkeit relevant. Eine Diskussion über die Grenzwerte fehle im angefochtenen Entscheid gänzlich. Es sei unklar, gestützt auf welchen Grenzwert die Ungewöhnlichkeit schliesslich bejaht worden sei. Entgegen der Vorinstanz könne diese nicht allein deshalb bejaht werden, weil allenfalls nach Internetquellen unabhängig von der Pegelstärke ein Trillerpfeifenpfiff eine Gehörschädigung verursachen könne. Dieser Punkt beschlage die Frage der Kausalität, woraus aber keine Rückschlüsse auf das Merkmal der Ungewöhnlichkeit gezogen werden könnten. Im Weiteren sei in tatsächlicher Hinsicht erstellt, dass das Modell der Trillerpfeife unbekannt sei und dass es Modelle mit Spitzenpegeln von 105 bis 115 db gebe. Dieser Wert liege nicht nur unter dem Grenzwert von 160 bis 190 dB für Knalltrauma, sondern auch unter demjenigen von 125 db (A) resp. 140 dB (C) gemäss Ur teil 8C_477/2007 vom 10. September 2008. Somit sei - unabhängig von der Distanz zwischen Pfeife und Ohr des Beschwerdegegners - nicht mit überwiegender Wahrscheinlichkeit dargetan, dass der vorliegend zu beurteilende Pfiff ungewöhnlich im Sinne der Rechtsprechung gewesen sei. Diese Beweislosigkeit gehe zu Lasten des Versicherten.
6.
6.1. Zum tatsächlichen Geschehensablauf hat der Beschwerdegegner im Wesentlichen konsistent und gleichbleibend angegeben, am 21. April 2017 in einer Warteschlange vor einem Club in Belgrad gewartet zu haben, als plötzlich jemand hinter ihm "sehr nahe" an seinem linken Ohr in eine Trillerpfeife gepfiffen habe. Unklar ist hingegen, um was für ein Trillerpfeifenmodell es sich dabei handelte, wie lange der Schalldruck auf die Ohren des Versicherten einwirkte und in welchem Abstand sich die Trillerpfeife zum linken Ohr befand. Entsprechend ist auch der Schallexpositionspegel unbekannt. Eine diesbezügliche Verletzung der Abklärungspflicht wird der Beschwerdeführerin zu Recht nicht vorgeworfen.
6.2. Das Bundesgericht hat sich in der Vergangenheit mehrmals mit akustischen Traumata befasst.
6.2.1. Zuletzt verneinte das Bundesgericht mit Urteil 8C_545/2019 vom 14. November 2019 die Ungewöhnlichkeit des äusseren Faktors bei einem anlässlich eines Fussballspiels detonierten Knallkörper. Ein akustisches Gutachten hatte einen Schallexpositionspegel L AE von 112,2 dB mit einer Unsicherheit von ± 4 dB ergeben. Das Gericht kam im Wesentlichen unter Verweis auf die Urteile 8C_280/2010 vom 21. Mai 2010 und 8C_317/2010 vom 3. August 2010 sowie unter Bezugnahme auf die im Bundesgesetz über den Schutz vor Gefährdungen durch nichtionisierende Strahlung und Schall vom 16. Juni 2017 (NISSG; SR 814.71) und dessen Verordnung vom 27. Februar 2019 (V-NISSG; SR 814.711) aufgeführten Grenzwerte zum Schluss, dass der genannte Schallexpositionspegelwert nicht ungewöhnlich sei.
6.2.2. Im Urteil 8C_280/2010 vom 21. Mai 2010 stand folgender Sachverhalt zur Diskussion: Die versicherte Person klagte über einen beidseitigen Tinnitus, den sie auf die Schalleinwirkung durch ein Marderschutzgerät zurückführte. Die vor Ort vorgenommenen Messungen der Suva ergaben einen maximalen Schallpegel von 111 dB. Der beurteilende Arzt der Suva legte in seiner Stellungnahme dar, dass ein Knalltrauma mangels sehr starker, einmalig oder wiederholt einwirkender Schalldruckwelle mit Spitzenwerten zwischen 160 und 190 dB nicht gegeben sei. Ein Explosionstrauma fiel bereits deshalb ausser Betracht, weil es an einer Trommelfellverletzung fehlte. Ein akutes Lärmtrauma, welches die Einwirkung von exzessiv hohen Schallstärken (130 bis 160 dB) über die Dauer von mehreren Minuten voraussetze, lag ebenfalls nicht vor und ein akustischer Unfall war mangels Zwangshaltung des Kopfes und zufolge beidseitig angegebener Gehörschädigung auszuschliessen. Zudem habe die versicherte Person laut eigenen Angaben bei der Neueinstellung des Marderschutzgerätes nichts Ungewöhnliches bemerkt und dieses auch noch ein Jahr später in Betrieb gehalten. Das Bundesgericht kam gestützt auf die ärztliche Stellungnahme zum Schluss, dass die Schalleinwirkung durch das Marderschutzgerät demnach weder aus technischer noch medizinischer Sicht geeignet gewesen sei, eine Gehörschädigung herbeizuführen. Insgesamt sei festzuhalten, dass das streitbetroffene Ereignis den Unfallbegriff nicht erfülle, da es sowohl objektiv wie auch subjektiv an einem ungewöhnlichen äusseren Faktor fehle (E. 3.2.1; vgl. auch Urteil 8C_317/2010 vom 3. August 2020 E. 3.2, ebenfalls ein Marderschutzgerät betreffend).
6.2.3. Dem Urteil 8C_477/2007 vom 10. September 2008 lag sodann folgender Sachverhalt zu Grunde: In der Nähe des Arbeitsplatzes der versicherten Person wurde in ca. drei Meter Entfernung eine neue Alarmglocke montiert und getestet, woraufhin die versicherte Person über starkes Ohrenpfeifen und eine Hörbehinderung klagte. Eine spätere Messung des Sirenentones vor Ort ergab einen mittleren Pegel des Alarmtones am Arbeitsplatz der versicherten Person von 83 dB (A). Der Schallexpositionspegel in Ohrhöhe entsprach 90 dB (A) SEL. Gemäss dem zuständigen ORL- und Arbeitsmediziner der Suva lag der Grenzwert für kurz dauernde, akute Schallereignisse für Spitzenpegel bei 140 dB (C) und für den Schallexpositionspegel bei 125 dB (A) SEL. Die Testergebnisse würden die beiden Grenzwerte weit unterschreiten. Ein Lärmtrauma habe nicht stattgefunden. Darauf stellte das Bundesgericht ab.
6.2.4. Gemäss Urteil U 245/05 vom 1. Dezember 2005 E. 2.3 ("Paukenschläge") gefährden Explosionen, Knalle oder Schläge mit Schalldruckspitzen über 140 dB (C) "Peak" das Gehör, wenn der über eine Stunde aufsummierte Schallexpositionspegel SEL 125 dB (A) übersteigt. Die Messungen der Suva ergaben bei einem Schalldruckpegel von 60-104 dB (A) eine mittlere Schallbelastung von Lm 85 dB (A). Der Impulswert für die Paukenschläge anlässlich einer Opernaufführung lag bei Lpeak 129 dB (C) und der Schallexpositionspegel SEL bei 101 dB (A). Die gehörgefährdenden Grenzwerte wurden demnach nicht erreicht, weshalb in den Paukenschlägen kein ungewöhnlicher äusserer Faktor erblickt werden konnte (E. 2.4).
6.3. Dem Beschwerdegegner kann darin beigepflichtet werden, dass er beim Anstehen vor einem Club nicht mit einem Trillerpfeifenpfiff "sehr nahe" an seinem Ohr rechnen musste. Massgebend ist aber, ob der äussere Faktor, das heisst der durch die Trillerpfeife erzeugte Schallpegel (vgl. Urteil 8C_545/2019 vom 14. November 2019 E. 7.4), als ungewöhnlich im Sinne der oben zitierten Rechtsprechung zu betrachten ist oder nicht. Dies beurteilt sich in erster Linie anhand der Schallexpositionspegelwerte (vgl. E. 4.3 hiervor).
6.4. Dass Trillerpfeifen gemäss vorinstanzlicher Internetrecherche je nach Typus und Anwendung Spitzenpegel direkt am Ohr von bis zu 140 dB (A) erreichen können, bedeutet nicht, dass vorliegend unbesehen von diesem Maximalwert auszugehen ist. Denn im Sozialversicherungsrecht existiert keine Beweisregel, wonach im Zweifel zu Gunsten der versicherten Person zu entscheiden wäre ("in dubio pro assicurato"; <ref-ruling> E. 4.5.3 S. 322). Lassen sich der Typus der Trillerpfeife und der konkrete Schallexpositionspegel im Nachhinein nicht mehr feststellen, und ist davon auszugehen, dass bei gewissen Modellen die Schwelle der Ungewöhnlichkeit erreicht wird, bei anderen dagegen nicht, so liegt ein Fall von Beweislosigkeit vor, deren Folgen der Versicherte zu tragen hat, da er aus dem unbewiesenen Sachverhalt Rechte ableiten wollte (<ref-ruling> E. 3.2 S. 429; SVR 2016 UV Nr. 44 S. 145, 8C_358/2016 E. 3.4).
6.5. Dessen ungeachtet scheint mit Blick auf die dargelegte Rechtsprechung zumindest fraglich, ob die für ein Knalltrauma erforderliche Schalldruckwelle bei einem Schallpegel von 120 bis 140 dB (A) erreicht würde. Auch gemäss einer von der Vorinstanz zitierten Internetquelle (https://www.amboss.com/de/wissen/Akustisches_Trauma) braucht es für ein Knalltrauma Schalldruckpegel ab ca. 140 dB. In zeitlicher Hinsicht wäre eine Einwirkung im Sekundenbereich ausserdem zu kurz für ein akutes Lärmtrauma (vgl. E. 5.1 und E. 6.2.2 hiervor). Ein akustischer Unfall oder ein chronisches Lärmtrauma stehen hier sodann nicht zur Diskussion. Auch die Vorinstanz scheint erkannt zu haben, dass der vorliegende Fall zu keiner der genannten Traumaarten passt, wenn sie eine eigene Zwischenkategorie schuf (vgl. E. 3.4 des angefochtenen Entscheids). Soweit sie daraus schloss, es könne nicht auf die rechtsprechungsgemässen Grenzwerte für Knalltraumata abgestellt werden, ist ihr entgegenzuhalten, dass auch im Falle der Schalleinwirkung durch ein Marderschutzgerät (vgl. E. 6.2.2 hiervor) von einer Einwirkung im Sekundenbereich auszugehen sein dürfte (vgl. im Übrigen auch Urteil 8C_477/2007 vom 10. September 2008 betreffend Montage und Test einer neuen Alarmglocke am Arbeitsplatz). Dennoch erachtete das Bundesgericht die vom Suva-Arzt referierten Grenzwerte als relevant.
6.6. Im Weiteren fällt die lange Latenzzeit zwischen dem Ereignis vom 21. April 2017 und der medizinischen Erstbehandlung am 7. Juni 2017 auf. Obwohl der Beschwerdegegner aufgrund seiner vorgeschädigten Ohren (Tinnitus rechts seit 2003 aufgrund von Lärmexposition durch Musik; Hörsturz rechts im Jahr 2013; linksseitiger Tinnitus seit 2015; Hochtonschwerhörigkeit) um die Bedeutsamkeit einer zeitnahen ärztlichen Behandlung wusste, liess er rund sieben Wochen verstreichen, ehe er sich in Behandlung begab. Dies deutet darauf hin, dass er dem Ereignis vom 21. April 2017 keine grosse Wichtigkeit beimass, was als (weiteres) Indiz gegen die Ungewöhnlichkeit zu werten ist.
6.7. Nichts zu seinen Gunsten abzuleiten vermag der Beschwerdegegner aus dem Urteil 8C_183/2020 vom 22. April 2020 ("Pfiff des Zugführers"), war doch dort durch das Bundesgericht - da nicht strittig - nicht zu beurteilen, ob ein Unfall im Rechtssinne (<ref-law>) gegeben war.
6.8. Zusammenfassend ist das Unfallmerkmal des ungewöhnlichen äusseren Faktors nicht erstellt. Es liegt daher Beweislosigkeit vor, deren Folgen der Beschwerdegegner zu tragen hat, der aus dem unbewiesen gebliebenen Sachverhalt Rechte ableiten wollte (vgl. E. 6.4 hiervor). Er kann daher unter dem Titel "Unfall" keine Leistungen der Suva beanspruchen. Die Beschwerde ist demnach gutzuheissen.
7.
Mit dem Urteil in der Sache wird das Gesuch um Gewährung der aufschiebenden Wirkung gegenstandslos.
8.
Das Verfahren ist kostenpflichtig (<ref-law>). Die Gerichtskosten werden dem unterliegenden Beschwerdegegner auferlegt (<ref-law>).

rulings:
Demnach erkennt das Bundesgericht:
1.
Die Beschwerde wird gutgeheissen. Der Entscheid des Versicherungsgerichts des Kantons St. Gallen vom 16. April 2020 wird aufgehoben und der Einspracheentscheid der Zürich Versicherungs-Gesellschaft AG vom 18. September 2018 bestätigt.
2.
Die Gerichtskosten von Fr. 800.- werden dem Beschwerdegegner auferlegt.
3.
Dieses Urteil wird den Parteien, dem Versicherungsgericht des Kantons St. Gallen und dem Bundesamt für Gesundheit schriftlich mitgeteilt.
Luzern, 17. September 2020
Im Namen der I. sozialrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Maillard
Der Gerichtsschreiber: Wüest


facts:
Sachverhalt:
A.
Der Regierungsrat des Kantons Aargau ergänzte mit Beschluss vom 6. Dezember 2017 die kantonale Spitalverordnung vom 2. November 2011 (SpiV; SAR 331.212) um die §§ 7a, 14c und um den Anhang 1. Die Änderungen wurden im Amtsblatt des Kantons Aargau vom 22. Dezember 2017 publiziert und traten per 1. Januar 2018 in Kraft. Die ergänzten Bestimmungen der Verordnung haben folgenden Wortlaut:
§7a * Förderung von ambulanten Eingriffen in der Akutsomatik
1 Sofern die ambulante Durchführung von Untersuchungen und Behandlungen in der Regel zweckmässiger und wirtschaftlicher ist als die stationäre Durchführung (siehe Eingriffsliste in Anhang 1), beteiligt sich der Kanton nicht an den entsprechenden Kosten. Das Departement teilt den Spitälern jeweils Ende des Vorjahres die im Anwendungsjahr betroffenen CHOP-Codes mit Bezeichnung und alphanumerischem Kürzel mit.
2 Der Kanton beteiligt sich nur dann an den Kosten von Eingriffen gemäss Anhang 1, wenn besondere Umstände eine stationäre Durchführung erfordern. Besondere Umstände liegen vor, wenn die Patientin oder der Patient
a) besonders schwer erkrankt ist,
b) an schweren Begleiterkrankungen beziehungsweise einer ausgeprägten Multimorbidität leidet,
c) einer besonderen Behandlung oder Betreuung bedarf oder
d) wenn besondere soziale Umstände vorliegen.
3 Der Prozentsatz an zulässigen stationären Eingriffen im Verhältnis zur Gesamtzahl der Eingriffe richtet sich nach Anhang 1.
4 Überschreitet ein Spital den Prozentsatz, sind dem Kanton die entsprechenden Behandlungskosten in der Regel zurückzuerstatten. Das Departement macht die Rückforderung geltend. Es werden keine Verzugszinsen verlangt.
5 Die Einhaltung des Prozentsatzes wird vom Departement im Nachhinein überprüft. Die Spitäler sind verpflichtet, dem Departement auf Aufforderung hin entsprechende Unterlagen zur Verfügung zu stellen und umfassende Einsicht in die Patientenunterlagen zu gewähren.
§ 14c * Übergangsrecht zur Änderung vom 6. Dezember 2017
1 Für die Jahre 2018 und 2019 kann das Departement mit den Regionalspitälern nach Massgabe der spitalspezifischen Rahmenbedingungen und abweichend von Anhang 1 einen höheren Prozentsatz an stationären Eingriffen vereinbaren.
Anhang 1 (Stand 1. Januar 2018)
Förderung von ambulanten Eingriffen in der Akutsomatik
(§ 7a Spitalverordnung)
Bei den unten aufgeführten Eingriffen (Untersuchungen und Behandlungen) ist die ambulante Durchführung in der Regel zweckmässiger und wirtschaftlicher als die stationäre Durchführung. Der stationäre Prozentsatz (Anteil der stationären Eingriffe) darf nicht überschritten werden.
Untersuchungen und Behandlungen Stationärer Prozentsatz Operation grauer Star 2 % Teilgebiete der Handchirurgie (Dekompression bei Karpaltunnelsyndrom und weitere kleine Eingriffe an der Hand) 4 % Rekonstruktion und Resektion bei Deformitäten der Kleinzehen (ohne Hallux) 7 % Periphere Osteosynthesematerial-Entfernung 6 % Kniearthroskopien inkl. Eingriffe am Meniskus 10 % Diagnostische Herzuntersuchungen [Herzkatheteruntersuchung/PTCA (perkutane transluminale coronare Angioplastie; Erweiterung der Herzkranzgefässe)] 10 % Herzschrittmacherimplantation 40 % Perkutan transluminale Angioplastik inkl. Ballondilatation (Gefässuntersuchungen) 15 % Einseitige Krampfaderoperation der unteren Extremität 40 % Hämorrhoideneingriffe 25 % Zirkumzision 2 % Untersuchungen / Eingriffe am Gebärmutterhals oder der Gebärmutter 10 % Nierensteinzertrümmerung/extrakorporale Stosswellenlithotripsie (ESWL) [nichtinvasive mechanische Zertrümmerung von Präzipitaten (vor allem Nierensteinen und Harnleitersteinen, aber auch z.B. Gallensteinen)] 5 %
B.
Mit Normenkontrollbegehren vom 1. Februar 2018 liessen B._ und A._ beim Verwaltungsgericht des Kantons Aargau beantragen, es seien die §§ 7a und 14c sowie der Anhang 1 SpiV aufzuheben. Mit Entscheid vom 5. Dezember 2018 hiess das Verwaltungsgericht das Normenkontrollbegehren gut und hob die §§ 7a und 14c sowie den Anhang 1 SpiV auf (Dispositiv-Ziffer 1). Es wies den Regierungsrat an, innert 30 Tagen seit der Zustellung des Entscheids Ziffer 1 des Urteilsdispositivs im Amtsblatt des Kantons Aargau sowie in der Aargauischen Gesetzessammlung (AGS) zu veröffentlichen und dem Verwaltungsgericht die Publikation zukommen zu lassen (Dispositiv-Ziffer 2).
C.
Der Kanton Aargau führt Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten und beantragt die Aufhebung des kantonalen Urteils vom 5. Dezember 2018. Eventualiter sei das Urteil aufzuheben und der folgende Satz von Anhang 1 der Spitalverordnung aufzuheben: "Der stationäre Prozentsatz (Anteil der stationären Eingriffe) darf nicht überschritten werden." Weiter sei der vorinstanzlich festgestellte Sachverhalt im Sinne der Ausführungen unter Ziff. 9-13 der Beschwerde nach Art. 95 und Art. 105 Abs. 2 BGG zu ergänzen.
D.
Die Beschwerdegegner und die Vorinstanz beantragen Abweisung der Beschwerde. Beschwerdeführer und Beschwerdegegner reichten je weitere Eingaben ein. Das Bundesamt für Gesundheit verzichtet auf eine Stellungnahme.

considerations:
Erwägungen:
1.
1.1. Das Bundesgericht prüft seine Zuständigkeit und die Eintretensvoraussetzungen von Amtes wegen und mit freier Kognition (<ref-law>; <ref-ruling> E. 1 S. 96; <ref-ruling> E. 1 S. 140). Der Beschwerdeführer hat seine Eingabe hinreichend zu begründen und in diesem Rahmen nötigenfalls auch darzulegen, dass und inwiefern er die gesetzlichen Legitimationsvoraussetzungen erfüllt (Art. 42 Abs. 1 und 2 BGG; <ref-ruling> E. 1 S. 121; Urteil 8C_78/2017 vom 16. Mai 2017 E. 2 mit Hinweis).
1.2.
1.2.1. Verwaltungsverbände (Bund, Kantone, Gemeinden, etc.) sind vorab dann zur Beschwerde an das Bundesgericht ermächtigt, wenn sie sich auf eine der in Art. 89 Abs. 2 lit. a-d BGG umschriebenen besonderen Legitimationsklauseln berufen können (Urteil 8C_1025/2009 vom 19. August 2010 E. 3.1 mit Hinweis). Im vorliegenden Fall lässt sich die Beschwerdebefugnis des Kantons Aargau auf keine besondere Ermächtigungsnorm nach <ref-law> stützen. Der Kanton leitet denn seine Legitimation auch selber einzig aus dem allgemeinen Beschwerderecht gemäss <ref-law> ab. Diesbezüglich ist vorab in Erinnerung zu rufen, dass diese Norm grundsätzlich auf Privatpersonen zugeschnitten ist. Gemeinwesen und andere öffentlich-rechtliche Körperschaften können das allgemeine Beschwerderecht nur beanspruchen, wenn sie entweder durch den angefochtenen Entscheid gleich oder ähnlich wie Private betroffen sind oder aber in qualifizierter Weise in schutzwürdigen hoheitlichen Interessen berührt sind. Das allgemeine Interesse an der richtigen Rechtsanwendung verschafft ihnen dagegen keine Beschwerdebefugnis im Sinne von <ref-law>. Insbesondere ist es der im Rechtsmittelverfahren unterlegenen Erstinstanz benommen, einzig gestützt auf die allgemeine Legitimationsnorm gegen den sie desavouierenden Entscheid der Zweitinstanz an das Bundesgericht zu gelangen. Öffentlich-rechtliche Körperschaften sind daher nur restriktiv zur Beschwerdeführung zugelassen. Besondere Zurückhaltung ist geboten, wenn sich Organe desselben Gemeinwesens gegenüberstehen, namentlich die kantonalen Exekutivbehörden und das kantonale Verwaltungsgericht, da Streitigkeiten zwischen der obersten Exekutivbehörde und der obersten Justizbehörde eines Kantons nicht vom Bundesgericht entschieden werden sollen, erst recht dann nicht, wenn es um die Auslegung und Anwendung von kantonalem Recht geht. Das Gesagte auf einen kleinen Nenner gebracht, heisst: Welche Interessen der beschwerdeführende Kanton auch geltend macht, sie müssen für ihn von essentieller Bedeutung sein (Urteil 2C_1023/2017 vom 21. Dezember 2018 E. 3.3.1 mit Hinweisen auf die konstante Rechtsprechung).
1.2.2. Der Beschwerdeführer beantragt im Hauptbegehren die Aufhebung des angefochtenen Entscheids. Die streitbetroffenen Regelungen der SpiV erachtet er - selbstredend - als bundesrechtskonform. Das zitierte Urteil 2C_1023/2017 erging im Rahmen einer identischen Konstellation: Ein kantonaler Erlass wurde anlässlich einer abstrakten Normenkontrolle von der kantonalen Rechtsmittelinstanz aufgehoben, worauf der Kanton mit Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten an das Bundesgericht gelangte; dabei verlangte er ebenfalls bloss die Aufhebung des vorinstanzlichen Entscheids (resp. die Bestätigung des kantonalen Erlasses). Das Bundesgericht liess die Frage nach dem Anfechtungsobjekt offen (a.a.O., E. 2.6). Diejenige nach der Beschwerdelegitimation verneinte es jedoch mangels eines hinreichend bedeutsamen Interesses klar (a.a.O., E. 3.3).
1.2.3. Der Beschwerdeführer begründet seine Legitimation mit "bedeutsamen gesundheitspolizeilichen und -politischen Interessen". Eine Substanziierung - welche Pflicht ihm obliegt (vgl. E. 1.1 hievor) - fehlt in jeder Hinsicht. Der blosse Verweis auf <ref-ruling> genügt nicht. Dies gilt umso mehr, als sich die dortige Sachlage von der vorliegenden erheblich unterscheidet (vgl. E. 1.2.2 hievor).
1.3. Zusammenfassend ist auf die Beschwerde nicht einzutreten.
2.
Dem Kanton Aargau sind keine Gerichtskosten aufzuerlegen (Art. 66 Abs. 1 und 4 BGG). Indessen hat der Kanton den Beschwerdegegnern eine Parteientschädigung zu bezahlen (<ref-law>).

rulings:
Demnach erkennt das Bundesgericht:
1.
Auf die Beschwerde wird nicht eingetreten.
2.
Es werden keine Gerichtskosten erhoben.
3.
Der Beschwerdeführer hat die Beschwerdegegner für das bundesgerichtliche Verfahren mit Fr. 2800.- zu entschädigen.
4.
Dieses Urteil wird den Parteien und dem Verwaltungsgericht des Kantons Aargau schriftlich mitgeteilt.
Luzern, 26. Februar 2020
Im Namen der II. sozialrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Parrino
Der Gerichtsschreiber: Williner


facts:
Faits :
A.
A.A._ et les héritiers de D.A._, décédé le 3 juillet 2019, soit ses enfants B.A._ et C.A._, sont les propriétaires des parcelles nos 2473 et 2474, feuille 11 de la Commune de Genthod (GE), sises en zone 5 (zone villa) à l'adresse 10A et 10B, chemin de Pierre-Grise.
Ces parcelles, d'une surface respective de 361 m2 et de 393 m2, sont contiguës et libres de toute construction. Elles résultent de la division en trois, réalisée le 19 mai 2015, de l'ancienne parcelle n° 1088, sur laquelle une maison d'habitation avait été construite. Cette maison se trouve aujourd'hui sur la troisième parcelle issue de la division de la parcelle n° 1088, soit la parcelle n° 2472, que A.A._ et D.A._ avaient vendue à un tiers le 1er juin 2015.
Depuis l'adoption, le 6 mai 2009, par le Conseil d'État de la République et canton de Genève du plan déterminant les degrés de sensibilité (au sens des art. 43 et 44 de l'ordonnance du 15 décembre 1986 sur la protection contre le bruit [OPB; RS 814.41]) pour la Commune de Genthod (plan n° 29322/A-520), le degré de sensibilité II est attribué à ces parcelles, qui sont situées dans l'axe de la piste de l'Aéroport international de Genève (ci-après également: l'aéroport), à environ 2,5 km de l'extrémité nord de la piste.
B.
Le 19 juin 2015, le Département a refusé, en particulier en raison de l'exposition au bruit des parcelles nos 2473 et 2474, l'autorisation de construire que A.A._ avait requise en vue de l'édification de deux villas jumelées sur les parcelles précitées.
Par jugement du 4 février 2016, devenu définitif, le Tribunal administratif de première instance (ci-après: le Tribunal administratif) a rejeté le recours que A.A._ et D.A._ avaient formé contre la décision du Département du 19 juin 2015.
C.
C.a. Le 10 novembre 2016, A.A._ a déposé une demande d'autorisation de construire (DD 109'679), sur les parcelles nos 2473 et 2474, une villa individuelle de plain-pied, comportant un " jardin d'hiver/patio fermé " (ci-après: le patio) d'une superficie de 30,3 m2 sis en son centre, ainsi que d'un couvert à voitures. Il était prévu que le patio fût surmonté d'une verrière reposant sur des amortisseurs de bruit d'une hauteur de 30 centimètres.
C.b. Par décision du 2 mai 2017, le Département a refusé de délivrer l'autorisation de construire sollicitée.
En substance, comme l'avait constaté le Service cantonal de l'air, du bruit et des rayonnements non ionisants (ci-après: le SABRA) dans ses préavis des 21 décembre 2016 et 28 février 2017, les valeurs limites d'immission (ci-après: VLI) définies par l'annexe 5 de l'OPB (Valeurs limites d'exposition au bruit des aérodromes civils) étaient dépassées de 3 à 4 décibels (dB) de jour, mais surtout de 6 dB durant les périodes nocturnes. L'Aéroport, qui avait émis un préavis défavorable, était parvenu à la même conclusion. Le projet prévoyait certes une solution architecturale pour le patio (ventilation par un atrium, protégé par un voile de verre) qui, comme relevé par le SABRA, permettait de respecter les VLI à l'embrasure des fenêtres ouvertes des locaux sensibles au bruit. Cette mesure impliquait toutefois que les fenêtres donnant sur l'extérieur ne devaient pas pouvoir s'ouvrir, ce qui contrevenait à l'art. 125 du règlement d'application du 27 février 1978 de la loi cantonale sur les constructions et les installations diverses (RCI; RS/GE L 5 05.01), qui disposait que toute pièce pouvant servir à l'habitation devait être pourvue de jours ouvrant directement sur l'extérieur.
C.c. A.A._ et D.A._ ont formé un recours auprès du Tribunal administratif (enregistré sous le numéro de procédure A/2476/2017) contre la décision du 2 mai 2017.
Le 2 novembre 2017, le Tribunal administratif a suspendu la procédure pour permettre aux différents intéressés d'examiner des solutions en vue d'optimiser le projet, en particulier sous son aspect phonique.
D.
D.a. Le 8 mai 2018, A.A._ a déposé une demande d'autorisation de construire en procédure accélérée (APA 50'257) visant à l'édification d'une villa individuelle et d'un couvert à voitures sur les parcelles nos 2473 et 2474.
Le projet était presque identique à celui enregistré sous la référence DD 109'679, à la différence que le patio était à ciel ouvert, donc non recouvert d'une verrière, et que des écrans antibruit d'une longueur de 90 cm étaient posés en bord de toiture, au-dessus des ouvertures donnant sur le patio.
D.b. Par décision du 6 novembre 2018, le Département a refusé de délivrer l'autorisation de construire sollicitée.
Il a considéré en substance que le projet ne pouvait pas être autorisé en vertu de l'<ref-law>. Ainsi, compte tenu de la proximité de l'axe de la piste d'atterrissage de l'aéroport et de la dispersion des trajectoires des avions au décollage, aucune façade de la villa projetée n'était abritée du bruit, de sorte qu'il n'était pas possible d'orienter les pièces habitées et de disposer les fenêtres du côté opposé à la source de bruit pour se conformer à l'<ref-law>. Les mesures acoustiques proposées ne pouvaient pas être considérées comme une mesure de construction ou d'aménagement susceptible de protéger le bâtiment contre le bruit au sens de l'<ref-law>. Enfin, il n'y avait pas matière à accorderune dérogation en vertu de l'<ref-law>.
D.c. A.A._ et D.A._ ont formé un recours auprès du Tribunal administratif (enregistré sous le numéro de procédure A/4355/2018) contre la décision du 6 novembre 2018.
E.
Par jugement du 27 juin 2019, le Tribunal administratif a rejeté les recours formés dans les causes A/2476/2017 et A/4355/2018, qu'il avait préalablement jointes.
Statuant par arrêt du 18 août 2020, la Chambre administrative de la Cour de justice cantonale a rejeté le recours des propriétaires contre le jugement du 27 juin 2019.
F.
Par acte du 21 septembre 2020, A.A._ ainsi qu'B.A._ et C.A._ forment un recours en matière de droit public au Tribunal fédéral contre l'arrêt du 18 août 2020. Ils concluent, avec suite de frais et dépens, principalement à sa réforme en ce sens que l'autorisation de construire sollicitée du Département par la demande APA 50'257 leur est octroyée. Subsidiairement, ils concluent à l'annulation de l'arrêt et au renvoi de la cause à l'autorité précédente pour nouvelle décision.
Invité à se déterminer, le Département conclut au rejet du recours. L'Office fédéral de l'environnement estime pour sa part que l'arrêt attaqué est conforme au droit fédéral de l'environnement. La Cour de justice renonce à présenter des observations.
Dans leurs déterminations ultérieures, les recourants, pour une dernière fois le 7 juin 2021, et le Département persistent dans leurs conclusions.

considerations:
Considérant en droit :
1.
Dirigé contre une décision finale (<ref-law>) prise en dernière instance cantonale (art. 86 al. 1 let. d LTF) dans le domaine du droit public des constructions (<ref-law>), le recours est en principe recevable comme recours en matière de droit public selon les <ref-law>, aucune des exceptions prévues à l'<ref-law> n'étant réalisée. Les recourants ont pris part à la procédure de recours devant la Cour de justice, dont l'arrêt attaqué confirme le rejet des demandes d'autorisation de construire que le recourant A.A._ avait déposées auprès du Département. En tant que propriétaires de la parcelle sur laquelle la construction est prévue, les recourants sont ainsi particulièrement touchés par l'arrêt attaqué et peuvent se prévaloir d'un intérêt personnel et digne de protection à son annulation. Ils ont dès lors qualité pour agir au sens de l'<ref-law>. Les autres conditions de recevabilité sont par ailleurs réunies, si bien qu'il y a lieu d'entrer en matière sur le fond.
2.
Le Tribunal fédéral n'est pas une autorité d'appel, auprès de laquelle les faits pourraient être rediscutés librement. Il est lié par les constatations de fait de la décision entreprise (<ref-law>), à moins qu'elles n'aient été établies en violation du droit ou de manière manifestement inexacte au sens des art. 97 al. 1 et 105 al. 2 LTF, à savoir, pour l'essentiel, de façon arbitraire au sens de l'art. 9 Cst. (<ref-law>; <ref-ruling> consid. 4.1.2 p. 62), ce qu'il appartient à la partie recourante de démontrer par une argumentation répondant aux exigences de l'<ref-law>, respectivement de l'<ref-law>.
Dans une première partie de leur écriture, intitulée " Remarques sur l'état de fait retenu dans le jugement attaqué en vue d'inviter le Tribunal fédéral à le compléter (<ref-law>) ", les recourants s'en prennent à divers faits que l'autorité précédente a prétendument omis ou retenus de manière manifestement inexacte au moment d'apprécier les différents préavis et rapports établis en cours de procédure. Pour autant, ils ne tentent toutefois pas de démontrer dans quelle mesure ces faits ont une incidence sur l'issue du litige, ni dès lors en quoi ceux-ci consacreraient un procédé arbitraire de la cour cantonale. Leurs développements sont dès lors irrecevables en application des art. 42 al. 2 et 106 al. 2 LTF. Ils pourront cependant être examinés dans la mesure où les recourants présentent, dans la suite de leur mémoire, sur les mêmes faits une argumentation répondant aux exigences précitées.
3.
Les recourants produisent, pour la première fois en procédure fédérale, un exemplaire de la directive Cercle bruit du 22 décembre 2017 (Exigences posées aux zones à bâtir et permis de construire dans les zones affectées par le bruit; Aide à l'exécution 2.0), de laquelle il en ressortirait notamment que la création d'un patio central ou d'une cour intérieure constitue une mesure efficace de lutte contre le bruit. Cela étant, dès lors que les faits que les recourants entendent en déduire ne sont pas pertinents pour l'issue du litige, faute de concerner spécifiquement les problématiques en lien avec le bruit des avions (cf. consid. 5.3.5 infra), la recevabilité du document au regard de l'<ref-law> peut demeurer indécise.
4.
Les recourants ne reviennent pas sur le rejet de la demande d'autorisation de construire déposée le 10 novembre 2016 (DD 109'679). A cet égard, on relèvera que le refus d'autorisation du projet avait été motivé par l'absence, sur le pourtour de la villa, de fenêtres ouvertes donnant sur l'extérieur, en contravention notamment à l'art. 125 RCI, alors que celles donnant sur le patio central n'entraient pas en considération dès lors que ce patio, recouvert d'une verrière, devait être considéré comme un espace fermé (cf. arrêt attaqué, consid. 5 p. 11 s.; jugement du Tribunal administratif du 27 juin 2019, consid. 17 p. 27).
5.
En revanche, les recourants soutiennent que la demande déposée le 8 mai 2018 en procédure accélérée (APA 50'257), qui prévoit un patio à ciel ouvert au centre de la villa, comparable à une cour intérieure, aurait dû aboutir à l'octroi d'une autorisation de construire, dès lors que le projet était conforme aux normes sur la protection contre le bruit. Ils invoquent à cet égard des violations des art. 22 de la loi fédérale du 7 octobre 1983 sur la protection de l'environnement (LPE; RS 814.01) ainsi que des art. 31 et 39 OPB.
5.1.
5.1.1. L'art. 22 de la loi fédérale du 22 juin 1979 sur l'aménagement du territoire (LAT; RS 700) soumet l'octroi d'une autorisation de construire aux conditions que la construction ou l'installation soit conforme à l'affectation de la zone (al. 2 let. a) et que le terrain soit équipé (al. 2 let. b). Il réserve en outre les autres conditions posées par le droit fédéral et le droit cantonal (al. 3).
5.1.2. Selon l'<ref-law>, relatif aux permis de construire dans les zones affectées par le bruit, les permis de construire de nouveaux immeubles destinés au séjour prolongé de personnes ne seront délivrés, sous réserve de l'al. 2, que si les VLI ne sont pas dépassées (al. 1); si les VLI sont dépassées, les permis de construire de nouveaux immeubles destinés au séjour prolongé de personnes ne seront délivrés que si les pièces ont été judicieusement disposées et si les mesures complémentaires de lutte contre le bruit qui pourraient encore être nécessaires ont été prises (al. 2).
Cette disposition est précisée à l'<ref-law> dans les termes suivants: lorsque les VLI sont dépassées, les nouvelles constructions ou les modifications notables de bâtiments comprenant des locaux à usage sensible au bruit, ne seront autorisées que si ces valeurs peuvent être respectées par la disposition des locaux à usage sensible au bruit sur le côté du bâtiment opposé au bruit (let. a) ou par des mesures de construction ou d'aménagement susceptibles de protéger le bâtiment contre le bruit (let. b). A teneur de l'<ref-law>, si les mesures fixées à l'al. 1 ne permettent pas de respecter les VLI, le permis de construire ne sera délivré qu'avec l'assentiment de l'autorité cantonale et pour autant que l'édification du bâtiment présente un intérêt prépondérant.
5.1.3. Conformément à l'<ref-law>, les locaux dont l'usage est sensible au bruit sont les pièces des habitations, à l'exclusion des cuisines sans partie habitable, des locaux sanitaires et des réduits (let. a) ainsi que les locaux d'exploitations, dans lesquels des personnes séjournent régulièrement durant une période prolongée; en sont exclus les locaux destinés à la garde d'animaux de rente et les locaux où le bruit inhérent à l'exploitation est considérable (let. b).
5.2. Il n'est pas contesté que les parcelles des recourants, situées dans l'axe de la piste de l'Aéroport international de Genève, sont exposées au bruit des avions. Il n'est pas non plus contesté que les VLI déterminantes sont celles figurant à l'annexe 5 de l'OPB (Valeurs limites d'exposition au bruit des aérodromes civils), ni que le degré de sensibilité II (cf. <ref-law>) est attribué aux parcelles des recourants.
Il ressort à cet égard de l'arrêt entrepris que, selon le cadastre des immissions du bruit aérien élaboré en mars 2009 par l'OFAC, dont les données ont été reprises par le SABRA dans ses préavis successifs, les VLI étaient largement dépassées sur les parcelles concernées, soit en l'occurrence de 3 à 4 dB durant la période de 6 à 22 heures, de 6 dB entre 22 et 23 heures et de 5 à 6 dB entre 23 heures et minuit (cf. arrêt attaqué, ad " En fait ", ch. 4c et 4e p. 3).
5.3. Les recourants font valoir en substance que, par les dispositifs constructifs spécifiques prévus, leur projet permet le respect des VLI au niveau des fenêtres ouvertes des locaux à usage sensible aux bruits, de sorte que l'autorisation de construire doit leur être accordée en application des <ref-law>, sans qu'il est nécessaire que les VLI soient également respectées dans les " alentours immédiats " de la construction projetée.
5.3.1. Les mesures de construction et d'aménagement visées par l'<ref-law> sont celles qui permettent de respecter les VLI au milieu des fenêtres ouvertes des pièces destinées à un usage sensible au bruit (<ref-ruling> consid. 3.7; arrêt 1C_196/2008 du 13 janvier 2009 consid. 2.4). La détermination du bruit au milieu de la fenêtre ouverte est destinée à préserver le bien-être des habitants, car elle garantit que les fenêtres puissent être ouvertes à des fins autres que l'aération et que le niveau sonore dépasse seulement de manière insignifiante les valeurs limites de planification et d'immission, y compris dans les environs (jardins, balcons; <ref-ruling> consid. 3.7; arrêts 1C_260/2016 du 6 juin 2017 consid. 4.4.3).
Les meures constructives au sens de l'<ref-law> ne doivent pas se limiter à de simples mesures d'isolation (tels que des fenêtres antibruit ou des fenêtres non ouvrables combinées avec une climatisation), en tant qu'elles visent à réduire le bruit à l'intérieur des pièces, fenêtres fermées. Elles doivent bien plutôt constituer des obstacles entre la source du bruit et les bâtiments, de manière à permettre le respect des valeurs limites pour les locaux à usage sensible, fenêtres ouvertes (<ref-law>). La nature particulière du bruit aérien, qui se disperse de manière diffuse, ne permet toutefois généralement pas de parvenir à un tel résultat (arrêts 1C_588/2016 du 26 octobre 2017 consid. 4.2; 1C_196/2008 du 13 janvier 2009 consid. 2.4).
5.3.2. En vertu de l'<ref-law>, l'Office fédéral de l'environnement (OFEV) a la tâche de recommander des méthodes de calcul de bruit aérien appropriés. Il a ainsi édité en 2016, conjointement avec l'Office fédéral de l'aviation civile (OFAC) et le Secrétariat général du Département fédéral de la défense, de la protection de la population et des sports (DDPS), une aide à l'exécution visant à concrétiser les exigences générales de l'OPB concernant les méthodes de calcul du bruit aérien (cf. Manuel du bruit aérien, Instructions pour la détermination du bruit aérien, L'environnement pratique n° 1625, Berne 2016; ci-après: le Manuel du bruit aérien).
Si l'<ref-law> définit d'une manière générale comme lieu de la détermination le milieu de la fenêtre ouverte des locaux à usage sensible au bruit, cette disposition permet toutefois aussi la détermination des immissions de bruit des avions " à proximité des bâtiments ". Comme cela ressort du Manuel du bruit aérien évoqué ci-avant (cf. ch. 3.3.3 p. 25 s.) ainsi que des explications de l'OFEV dans la présente procédure fédérale (cf. observations du 4 décembre 2020, ch. 3.2 p. 2), cette précision tient au fait que la détermination du bruit au milieu de la fenêtre ouverte n'est pas praticable dans le cas du bruit aérien, dont les nuisances générées sont, de par leur nature spécifique, nettement plus délicates à appréhender que celles relatives au bruit routier ou ferroviaire par exemple : source en altitude, variation des angles d'exposition au bruit, direction de propagation, grande dynamique du signal sonore, situation latérale ou dans l'axe de la piste, trajectoires fluctuantes des avions. En outre, les calculs d'immissions précis résultant de la propagation de ces émissions aériennes à petite échelle ne sont pas évidents, car ils impliquent non seulement une maîtrise des phénomènes de propagation du son à l'air libre (effets écran), mais aussi celle de phénomènes d'acoustique des espaces clos (réverbérations notamment).
5.3.3. En l'occurrence, la cour cantonale a jugé que les dispositifs prévus par les recourants en vue de " briser " le bruit, comprenant en particulier la pose d'écrans antibruit d'une longueur de 90 cm au-dessus des ouvertures donnant sur le patio, étaient certes susceptibles de constituer des mesures de construction ou d'aménagement au sens de l'<ref-law>. Néanmoins, en tant que ces éléments avaient pour effet de n'obstruer qu'une partie de l'ouverture vers l'extérieur que doit représenter le patio, ils ne protégeaient que les fenêtres et non l'environnement immédiat, à savoir le patio lui-même (cf. arrêt attaqué, consid. 8 p. 15).
5.3.4. Le raisonnement exposé, de même que la référence faite à l'art. 39 al. 1, 2ème phrase, OPB, permettent de comprendre que, selon la cour cantonale, il était en l'espèce nécessaire que les VLI fussent respectées non seulement au milieu de la fenêtre ouverte des locaux à usage sensible au bruit, mais également à proximité immédiate du bâtiment. Il apparaît ainsi que, contrairement à ce que soutiennent les recourants, la cour cantonale a effectivement abordé la problématique en lien avec le lieu de détermination des immissions de bruit des avions, sans qu'il était toutefois nécessaire selon elle, compte tenu de la clarté du texte légal, d'examiner plus avant les critiques des recourants quant à la pertinence de déterminer les immissions à un autre endroit qu'aux fenêtres. On ne distingue pas dans ce contexte de violation du droit d'être entendu (cf. art. 29 al. 2 Cst.).
Cela étant, l'approche de la cour cantonale doit être suivie. En particulier, on ne voit pas que, compte tenu de la systématique de l'OPB, le lieu de détermination particulier prévu par l'art. 39 al. 1, 2ème phrase, OPB, s'agissant du bruit aérien, est réservé à la seule élaboration des courbes de bruit, consignées dans les cadastres de bruit (<ref-law>), ni qu'il soit proscrit de prendre en considération cette spécificité lorsqu'il s'agit d'examiner si un projet concret peut être autorisé en vertu de l'<ref-law>. On ne déduit ainsi rien de tel du Manuel du bruit aérien élaboré par l'OFEV en vertu de l'<ref-law>, ni d'ailleurs de la jurisprudence du Tribunal fédéral qui tend au contraire à tenir compte de la nature particulière du bruit aérien dans l'examen de l'adéquation des mesures proposées au sens de l'<ref-law> (cf. consid. 5.3.1 supra).
En outre, c'est en vain que les recourants se prévalent des rapports des préavis du SABRA et des rapports de l'ingénieur acousticien qu'ils avaient mandaté, dont leur lecture ne permet pas d'en déduire que les mesures de constructions proposées en l'espèce, même techniquement abouties et propres à réduire les immissions de bruit au niveau des fenêtres donnant sur le patio, suffisent pour autant à respecter les VLI dans l'environnement immédiat du bâtiment. En particulier, si le SABRA souligne certes que l'efficacité des dispositifs constructifs est susceptible de jouer un rôle dans la pesée des intérêts et la justification de l'octroi d'une autorisation exceptionnelle au sens de l'<ref-law>, elle n'est en revanche " pas déterminante pour la question du respect de la valeur limite déterminante ", le SABRA ayant ainsi expressément préavisé le projet de manière défavorable " compte tenu du non-respect de l'<ref-law> " (cf. préavis du SABRA du 20 juillet 2018, p. 3).
5.3.5. Il n'est par ailleurs pas critiquable de considérer qu'au vu de la dispersion de la trajectoire des avions et de la proximité de l'axe de la piste de l'aéroport, les locaux à usage sensible au bruit n'étaient pas susceptibles d'être disposés sur le côté du bâtiment opposé au bruit, en application de l'<ref-law>, ce qui va également dans le sens de la jurisprudence (cf. en particulier arrêt 1C_196/2008 du 13 janvier 2009 consid. 2.4, s'agissant du cas d'une construction projetée dans les environs [24, chemin de Chênes, à Genthod]).
Contrairement à ce que soutiennent les recourants, on ne distingue pas, aux termes du préavis du SABRA du 20 juillet 2018 (cf. consid. 5.3.4 supra), que celui-ci soit parvenu à une autre conclusion. A tout le moins, l'arrêt attaqué ne repose pas, quant à l'appréciation de ce préavis, sur une constatation manifestement inexacte ou incomplète des faits au sens de l'<ref-law>. Les recourants ne sauraient du reste se prévaloir de la directive Cercle bruit du 22 décembre 2017 dans le but de démontrer que l'orientation des fenêtres vers une cour intérieure ou un atrium est une mesure efficace de lutte contre le bruit (cf. directive Cercle bruit, ch. 3.3 p. 5 et ch. 3.5 p. 6), la directive en cause ne prenant à cet égard pas en compte les caractéristiques particulières du bruit des avions.
5.3.6. Enfin, en l'absence d'effet protecteur par la disposition des locaux au sens de l'<ref-law>, il n'y avait pas matière à prendre en considération un éventuel " effet cumulé " avec les exigences de l'<ref-law>. Quoi qu'il en soit, la cour cantonale n'a pas violé l'<ref-law> en analysant successivement les conditions alternatives découlant des lettres a et b de cette norme.
5.4. Les recourants se plaignent que la cour cantonale n'a pas examiné, sous prétexte qu'elle était saisie d'une demande d'autorisation en procédure accélérée en vertu du droit cantonal (art. 3 al. 7 de la loi cantonale du 14 avril 1988 sur les constructions et les installations diverses; RS/GE L 5 05), si l'autorisation de construire pouvait néanmoins leur être accordée en application de l'<ref-law>. Ils dénoncent un formalisme excessif.
5.4.1. Le formalisme excessif est un aspect particulier du déni de justice prohibé par l'art. 29 al. 1 Cst. Il est réalisé lorsque la stricte application des règles de procédure ne se justifie par aucun intérêt digne de protection, devient une fin en soi, complique de manière insoutenable la réalisation du droit matériel ou entrave de manière inadmissible l'accès aux tribunaux (<ref-ruling> consid. 5.4.1 p. 183; <ref-ruling> consid. 2a p. 142; <ref-ruling> consid. 2a/bb p. 34). En tant qu'il sanctionne un comportement répréhensible de l'autorité dans ses relations avec le justiciable, l'interdiction du formalisme excessif poursuit le même but que le principe de la bonne foi consacré aux art. 5 al. 3 et 9 Cst. A cet égard, il commande à l'autorité d'éviter de sanctionner par l'irrecevabilité les vices de procédure aisément reconnaissables qui auraient pu être redressés à temps, lorsqu'elle pouvait s'en rendre compte assez tôt et les signaler utilement au plaideur (<ref-ruling> consid. 2.1 p. 9; <ref-ruling> consid. 3a p. 170; arrêt 2C_373/2011 du 7 septembre 2011, consid. 6.1).
5.4.2. Appelé à revoir l'application ou l'interprétation d'une norme cantonale sous l'angle de l'arbitraire, le Tribunal fédéral ne s'écarte de la solution retenue par l'autorité cantonale de dernière instance que si celle-ci apparaît insoutenable, en contradiction manifeste avec la situation effective, adoptée sans motifs objectifs et en violation d'un droit certain. Lorsque l'application ou l'interprétation de la loi défendue par l'autorité cantonale ne se révèle pas déraisonnable ou manifestement contraire au sens et au but de la disposition ou de la législation en cause, elle est confirmée, même si une autre solution éventuellement plus judicieuse paraît possible. En outre, il ne suffit pas que les motifs de l'arrêt attaqué soient insoutenables; encore faut-il qu'il soit arbitraire dans son résultat (<ref-ruling> consid. 5.1 p. 41; <ref-ruling> consid. 4.4.1 p. 113). Le grief de violation du droit cantonal est soumis à des exigences de motivation accrue (<ref-law>; <ref-ruling> consid. 5.1 p. 41; <ref-ruling> consid. 2.1 p. 372).
Conformément à l'art. 3 al. 7 LCI, le Département peut traiter par une procédure accélérée les demandes d'autorisation relatives à des travaux, notamment s'ils sont projetés en cinquième zone aux conditions prévues par les art. 58 ss LCI et lorsqu'aucune dérogation n'est sollicitée (let. a). Dans ce cas, la demande n'est pas publiée dans la Feuille d'avis officielle et le Département peut renoncer à solliciter le préavis communal; l'autorisation est, par contre, publiée dans la Feuille d'avis officielle et son bénéficiaire est tenu, avant l'ouverture du chantier, d'informer, par écrit, les locataires et, le cas échéant, les copropriétaires de l'immeuble concerné des travaux qu'il va entreprendre; une copie de l'autorisation est envoyée à la commune intéressée (art. 3 al. 7 in fine LCI).
5.4.3. La cour cantonale a jugé, à la suite du Tribunal administratif, qu'il n'y avait pas lieu d'examiner si l'octroi d'une autorisation exceptionnelle au sens de l'<ref-law> pouvait être délivrée aux recourants, dès lors que la demande d'autorisation du 8 mai 2018 (ATA 50'257) avait été déposée en la forme de la procédure accélérée, laquelle ne permettait pas de solliciter de dérogation (cf. art. 3 al. 7 let. a LCI), ni de surcroît d'en obtenir (arrêt attaqué, consid. 9 p. 15 s.).
5.4.4. Les recourants ne contestent pas que l'autorisation prévue par la voie de l'<ref-law>, en tant qu'elle nécessite " l'assentiment de l'autorité cantonale ", implique une dérogation au sens de l'art. 3 al. 7 let. a LCI, ni ne se prévalent non plus d'une application arbitraire du droit cantonal à cet égard.
Cela étant, dans la mesure où la procédure accélérée, en l'absence de publication de la requête, est de nature à empêcher toute opposition émanant des voisins ou d'autres tiers intéressés et à les priver ainsi d'un degré de juridiction en les contraignant à recourir (cf. arrêt 1C_641/2012 du 30 avril 2013 consid. 3.3. et 3.4), le refus de la cour cantonale d'examiner le respect des conditions de l'<ref-law>, en l'absence d'une procédure menée en la forme ordinaire, ne consacre pas une application excessivement stricte des règles de procédure, qui ne serait justifiée par aucun intérêt digne de protection. A tout le moins, les recourants ne présentent à cet égard aucune motivation conforme à l'<ref-law>.
Certes, dans sa décision du 6 novembre 2018, le Département s'était effectivement prononcé, au fond, en défaveur d'une autorisation au sens de l'<ref-law>. Pour autant, les recourants, qui ne précisent pas les motifs pour lesquels ils avaient renoncé à déposer d'emblée une demande en la forme ordinaire ou, à tout le moins, à requalifier leur demande en cours de procédure, ne démontrent pas non plus dans quelle mesure les autorités judiciaires étaient pour leur part empêchées, au regard de leur pouvoir d'examen et des règles cantonales en la matière, de refuser, pour des motifs liés au type de procédure choisi, de se prononcer sur l'octroi d'une autorisation dérogatoire. Ils ne font du reste pas état d'assurances qui leur auraient été données par le Département quant à la possibilité qu'une autorisation, au sens de l'<ref-law>, leur fût délivrée en dépit de leur choix de déposer une demande en la forme accélérée.
5.4.5. Il n'y a au surplus pas matière à se prononcer en l'espèce sur les griefs des recourants tirés d'une restriction, disproportionnée et contraire à l'intérêt public, de la garantie de la propriété (art. 26 et 36 Cst.), la pesée des intérêts à opérer dans ce contexte devant intervenir dans le cadre de l'examen prévu par l'<ref-law> (cf. arrêt 1C_588/2016 du 26 octobre 2017 consid. 4.1), qui n'est pas l'objet du litige pour les motifs exposés ci-dessus.
5.5. Il résulte de ce qui précède que la cour cantonale n'a pas violé le droit fédéral en refusant d'autoriser les travaux projetés dans le cadre de la demande APA 50'257.
6.
Le recours doit être rejeté dans la mesure où il est recevable. Les recourants, qui succombent, supportent les frais judiciaires (art. 66 al. 1 et 5 LTF). Il n'est pas alloué de dépens (cf. <ref-law>).

rulings:
Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce :
1.
Le recours est rejeté dans la mesure où il est recevable.
2.
Les frais judiciaires, arrêtés à 4'000 fr., sont mis à la charge des recourants, solidairement entre eux.
3.
Le présent arrêt est communiqué au mandataire des recourants, au Département du territoire de la République et canton de Genève, à la Cour de justice de la République et canton de Genève, Chambre administrative, et à l'Office fédéral de l'environnement.
Lausanne, le 29 juin 2021
Au nom de la Ire Cour de droit public
du Tribunal fédéral suisse
Le Président : Kneubühler
Le Greffier : Tinguely