Le contexte dans lequel les ingénieurs évoluent a beaucoup changé au cours des deux dernières décennies. De nombreuses organisations désirent désormais orienter leurs activités pour s'inscrire dans un développement dit plus durable. En tant qu'employés de telles organisations, les ingénieurs sont appelés à modifier leurs pratiques professionnelles. Néanmoins, la prise en compte systématique des principes du développement durable en ingénierie est peu répandue et ce pour de nombreuses raisons. Le domaine du génie de l'environnement, auquel se rattache l'assainissement des eaux usées, occupe une position particulière face à l'ingénierie durable. Ce domaine est précurseur, car il se consacre à des problématiques environnementales spécifiques depuis plusieurs années. Toutefois, la considération d'une gamme variée d'enjeux de développement durable peut se voir entravée par un accent trop prononcé sur le volet environnemental. Au Québec, les infrastructures municipales d'assainissement des eaux usées ont en grande partie été construites au cours des années 1980 et 1990 et plusieurs de ces systèmes devront bientôt être modernisés ou remplacés. Il est donc pertinent, voire essentiel, de penser ces interventions pour maximiser leur contribution au développement urbain durable. De cette mise en contexte se dégagent les deux thèmes couverts dans la thèse, soit l'intégration des principes du développement durable à la pratique de l'ingénierie et la conception des systèmes municipaux d'assainissement des eaux usées (SMAEU) selon ces principes. Le premier thème a été traité par l'analyse des principes pour l'ingénierie durable ainsi que par la synthèse des concepts, modèles et théories abordant les phénomènes socio-environnementaux selon une approche systémique. II en a résulté une liste structurée de principes ainsi qu'un cadre conceptuel pour l'ingénierie durable. Les particularités de la conception durable, peu traitées dans la littérature, ont aussi été étudiées. Un processus intégré de conception durable pour l'ingénierie (P1CDI) a été ensuite élaboré. Les tâches du P1CDI couvrent six dimensions permettant de distinguer la conception durable de la conception conventionnelle. Pour le second thème, le PICDI a été appliqué au projet de modernisation du SMAEU de Deauville, suite à l'évaluation de celui-ci dans sa configuration existante à l'aide de critères techniques et de développement durable. L'évaluation du SMAEU existant et des options envisagées pour sa modernisation ont reposé sur de nombreux outils, notamment l'analyse environnementale sur le cycle de vie (AECV), l'analyse des coûts sur le cycle de vie (ACCV) et la consultation des parties prenantes. D'après la revue de littérature ces outils sont peu appliqués à des SMAEU desservant des petites communautés et aucune étude recensée ne porte sur les technologies mobilisées par le SMAEU de Deauville pour la collecte et l'épuration des eaux usées. D'après l'AECV et l'ACCV du système existant, les principaux impacts environnementaux et coûts du système existant sont associés au réseau de collecte. Ce dernier engendre aussi les principales lacunes sur le volet social. Des résultats similaires ont été obtenus lors de l'évaluation des options considérées pour la modernisation du SMAEU de Deauville. L'utilisation du PICDI pour ce projet a permis l'atteinte de teintes acceptables ou élevées pour la plupart des dimensions de la conception durable. Toutefois, aucune des options envisagées ne permet des gains majeurs selon les trois volets du développement durable. Ainsi, une contribution accrue des SMAEU au développement urbain durable passe probablement par une refonte d'envergure majeure, permettant notamment la valorisation de l'énergie et des nutriments présents dans les eaux usées.

La réalisation d'un outil d'aide à la conduite de projets, dans le domaine de l'aménagement en eau, nécessite l'étude du transfert de la connaissance, depuis les experts du domaine, vers l'outil informatique. L'architecture informatique de cette station de travail intelligente est présentée, avec comme paradigme, celui des systèmes experts de seconde génération: plusieurs niveaux de connaissance apparaissent qui nécessitent plusieurs formes d'acquisition de la connaissance. Pour l'acquisition de la connaissance profonde, un simulateur de projets est utilisé; et un système télématique, à base d'apprentissage automatique à partir d'exemples, permet de traiter l'acquisition de la connaissance de surface. Cet apprentissage est effectué au moyen de la construction incrémentale d'un réseau de dépendances perçues. Néanmoins, nous n'exigeons pas du système télématique qu'il apprenne seulement à partir d'exemples de problèmes résolus et fournis par les experts. Le système doit aussi être capable de dialoguer avec les experts de façon à faire valider la connaissance apprise. Ceci permet d'éviter l'introduction de certaines données erronées, tout en autorisant les changements de la base de connaissance dus à une éventuelle évolution du domaine (innovation technologique, évolution règlementaire, ...)