Le corpus disciplinaire de l'hydrologie urbaine acquiert, depuis une trentaine d'années, des connaissances liées au fonctionnement des systèmes d'assainissement urbains en ce qui concerne les aspects techniques, économiques ou environnementaux. Dans le contexte du développement durable il est demandé aux collectivités locales de tendre vers une gestion durable de l'eau en ville. A contrario, les villes et notamment les villes moyennes, ne disposent pas toujours des capacités d'expertise pour conduire cette mission. La problématique de ce travail a été limitée à la dimension environnementale du développement durable. La question centrale a porté sur la manière de conceptualiser la traduction de la réalité technique des systèmes d'assainissement des villes moyennes, en une connaissance environnementale pour les gestionnaires de ces systèmes. Cette recherche a postulé que la connaissance pouvait être apportée par l'évaluation des performances. Une méthode appelée QUESA est proposée. Celle-ci apprécie la qualité environnementale des systèmes d'assainissement urbains, grâce à l'évaluation des performances de sept critères principaux relatifs à des aspects environnementaux (1. Utilisation de l'énergie ; 2. Pollution des eaux de surface ; 3. Pollution du milieu souterrain ; 4. Inondations ; 5. Intégration urbaine ; 6. Santé et hygiène ; 7. Management environnemental). Les principaux résultats de cette thèse sont : * l'organisation originale d'indicateurs au sein d'une méthode d'évaluation multicritère. Les indicateurs ont été construits, choisis et adaptés à partir de la littérature scientifique et technique ; * la construction de modèles de performances, au moyen desquels la traduction de la réalité en connaissance est opérée. Deux formes de modélisation ont été élaborées, l'une utilise des fonctions de performance, l'autre fait appel à des règles expertes ; * la conception d'un prototype informatique de la méthode d'évaluation qui rassemble l'organisation des indicateurs et les modèles de performance. Ce prototype permet la visualisation du résultat de l'évaluation sous la forme d'un profil environnemental des performances sur les sept critères principaux. L'utilisation du prototype informatique dans le cas d'une ville fictive a permis de dégager les limites d'utilisation de certains modèles de performance. L'application du prototype informatique sur des systèmes réels ainsi que la transposition de la méthodologie à d'autres échelles, comme celles des zones d'activités commerciales, sont envisagées.