Faits :
A.
A.a. A._, ressortissant albanais né le 5 février 1989, s'est marié le 3 mars 2011 avec B._, ressortissante serbe née le 6 février 1992 en Suisse, alors titulaire d'un permis d'établissement. Celle-ci a depuis lors obtenu la nationalité suisse. Au bénéfice d'une autorisation de séjour pour regroupement familial, A._ est officiellement entré en Suisse le 29 septembre 2011, s'installant au domicile de son épouse à Lausanne. Depuis 2018, il bénéficie d'une autorisation d'établissement.
Dès son arrivée en Suisse, A._ a travaillé en qualité d'agent de sécurité et de barman; selon un certificat de travail du 7 juin 2019, il a été employé du 4 septembre 2011 au 26 juin 2016 au C._. Un autre certificat de travail du 20 juin 2019 indique qu'il a travaillé au D._ du 1er avril 2013 au 31 janvier 2016. Après une période de chômage, il a à nouveau été engagé à une date indéterminée comme barman dans le courant de l'année 2017 dans l'établissement E._.
A.b. Le 2 février 2017 A._ a été condamné pour empêchement d'accomplir un acte officiel à une peine de 20 jours-amende à fr. 40.-- le jour, et à fr. 200.-- d'amende en raison de faits s'étant produits le 20 décembre 2013.
Le 31 mai 2018 A._ a été acquitté du chef d'accusation de viol par le Tribunal correctionnel de l'arrondissement de Lausanne. Ce jugement a fait l'objet d'un appel tant de la part du Ministère public du canton de Vaud (ci-après : Ministère public) que de la plaignante F._. Le 19 novembre 2018 la Cour d'appel pénale du Tribunal cantonal vaudois (ci-après : Cour d'appel pénale) a admis les appels, reconnaissant A._ coupable de viol et le condamnant à une peine privative de liberté de trois ans et demi, pour des faits commis du 30 au 31 décembre 2010. Ce jugement a été confirmé par le Tribunal fédéral le 4 avril 2019 (arrêt 6B_217/2019). Auparavant, le frère de l'intéressé avait été faussement accusé et condamné par jugement du 16 septembre 2015 par le Tribunal correctionnel de l'arrondissement de Lausanne pour ces mêmes faits.
A._ a commencé l'exécution de sa peine privative de liberté le 10 octobre 2019. La date d'une possible libération conditionnelle a été fixée au 29 décembre 2021.
B.
Le 29 novembre 2019, le Chef du Département de l'économie, de l'innovation et du sport du canton de Vaud ( ci-après: le Département de l'économie) a révoqué l'autorisation d'établissement de A._. Le 30 décembre 2019 A._ a recouru contre cette décision auprès de la Cour de droit administratif et public du Tribunal cantonal vaudois (ci-après: le Tribunal cantonal).
Par arrêt du 19 août 2020, le Tribunal cantonal a confirmé la décision du Département de l'économie du 29 novembre 2019. Il a jugé que la révocation de l'autorisation d'établissement de A._ était justifiée par la grave atteinte à la sécurité et l'ordre publics qu'il représentait.
C.
Agissant par la voie du recours en matière de droit public, A._ demande au Tribunal fédéral, sous suite de frais et dépens, préliminairement d'être mis au bénéfice de l'assistance judiciaire; principalement d'annuler l'arrêt du 19 août 2020 du Tribunal cantonal et la décision du Département de l'économie 29 novembre 2019 ainsi que son renvoi de Suisse; subsidiairement de renvoyer la cause au Tribunal cantonal pour nouvelle décision et maintien de l'autorisation d'établissement, plus subsidiairement de renvoyer la cause au Département de l'économie pour nouvelle décision et maintien de l'autorisation d'établissement.
Par ordonnance du 24 septembre 2020, le Tribunal fédéral a admis la requête d'effet suspensif contenue dans le recours.
Le Tribunal cantonal renonce à se déterminer et se réfère aux considérants de son arrêt. Le Département de l'économie fait de même, tout en concluant à la confirmation de l'arrêt attaqué. Le Service cantonal de la population et le SEM ne se sont pas déterminés.
Par courrier du 23 septembre 2020 le recourant a fait parvenir un formulaire d'assistance judiciaire.
Il n'a pas été ordonné d'échange d'écritures.

Considérant en droit :
1.
1.1. D'après l'art. 83 let. c ch. 2 LTF, le recours en matière de droit public est irrecevable contre les décisions en matière de droit des étrangers qui concernent une autorisation à laquelle ni le droit fédéral ni le droit international ne donnent droit. Il est recevable contre les décisions révoquant, comme en l'espèce, une autorisation d'établissement, parce qu'il existe en principe un droit au maintien de cette autorisation (<ref-ruling> consid. 1.2.1). En tant que le recours s'en prend à l'arrêt du Tribunal cantonal, la voie du recours en matière de droit public est ouverte. En revanche, dans la mesure où le recourant critique la décision du Département de l'économie, le recours n'est pas recevable en raison de l'effet dévolutif complet du recours déposé auprès du Tribunal cantonal (<ref-ruling> consid. 1.2).
1.2. Le recours a par ailleurs été déposé en temps utile (art. 46 al. 1 let. c et art. 100 al. 1 LTF) contre une décision finale (art. 90 LTF), rendue en dernière instance cantonale par un tribunal supérieur (art. 86 al. 1 let. d et al. 2 LTF), par le destinataire de l'arrêt attaqué, qui a qualité pour recourir (cf. art. 89 al. 1 LTF). Il y a donc lieu d'entrer en matière.
2.
2.1. Saisi d'un recours en matière de droit public, le Tribunal fédéral applique le droit d'office (art. 106 al. 1 LTF). Selon l'art. 106 al. 2 LTF, le Tribunal fédéral n'examine la violation de droits fondamentaux ainsi que celle de dispositions de droit cantonal et intercantonal que si ce grief a été invoqué et motivé par le recourant, c'est-à-dire s'il a été expressément soulevé et exposé de façon claire et détaillée (<ref-ruling> consid. 1.2.2).
2.2. Pour statuer, le Tribunal fédéral se fonde sur les faits établis par l'autorité précédente (cf. art. 105 al. 1 LTF), sous réserve des situations visées à l'art. 105 al. 2 LTF. Selon l'art. 97 al. 1 LTF, le recours ne peut critiquer les constatations de fait que si les faits ont été établis de façon manifestement inexacte - notion qui correspond à celle d'arbitraire - ou en violation du droit au sens de l'art. 95 LTF et si la correction du vice est susceptible d'influer sur le sort de la cause (<ref-ruling> consid. 6). Les faits invoqués de manière appellatoire sont irrecevables (<ref-ruling> consid. 1.3), le Tribunal fédéral étant juge du droit et non pas une instance d'appel (cf. arrêt 2C_814/2020 du 18 mars 2021 consid. 2.2).
2.3. Par ailleurs, aucun fait nouveau ni preuve nouvelle ne peuvent être présentés, à moins de résulter de la décision de l'autorité précédente (art. 99 al. 1 LTF). Cette exception vise les faits qui sont rendus pertinents pour la première fois par la décision attaquée; peuvent en particulier être allégués des faits nouveaux concernant le déroulement de la procédure devant l'instance précédente, afin d'en contester la régularité, ou encore des faits postérieurs à l'arrêt attaqué permettant d'établir la recevabilité du recours. En dehors de ces cas, les nova ne sont pas admissibles, qu'il s'agisse de faits ou moyens de preuve survenus postérieurement à la décision attaquée ou d'éléments que les parties ont négligé de présenter aux autorités cantonales (<ref-ruling> consid. 1.2).
3.
Soulevant le grief de la violation de son droit d'être entendu, consacré à l'art. 29 al. 2 Cst., le recourant reproche au Tribunal cantonal de n'avoir pas tenu compte du fait qu'il ne présentait aucun risque de récidive, s'en prenant ainsi à la motivation de l'arrêt attaqué.
3.1. Le droit d'être entendu comprend, notamment, pour l'autorité l'obligation de motiver sa décision. Selon la jurisprudence, il suffit que le juge mentionne, au moins brièvement, les motifs qui l'ont guidé et sur lesquels il a fondé sa décision, de manière à ce que l'intéressé puisse se rendre compte de la portée de celle-ci et l'attaquer en connaissance de cause. Il n'a toutefois pas l'obligation d'exposer et de discuter tous les faits, moyens de preuve et griefs invoqués par les parties, mais peut au contraire se limiter à l'examen des questions décisives pour l'issue du litige (<ref-ruling> consid. 3.2.1 et les arrêts cités).
3.2. L'autorité précédente a clairement présenté les motifs qui l'ont amenée à constater l'intérêt public au renvoi du recourant, étant rappelé que l'autorité précédente n'avait pas l'obligation de discuter tous les griefs invoqués par celui-ci. Par ailleurs, la révocation de l'autorisation d'établissement n'est pas exclue en cas d'infractions pénales graves comme le viol, même si le risque de récidive est exclu (cf. <ref-ruling> consid. 2.3.2). L'arrêt attaqué n'a pas à développer spécifiquement cet aspect. En l'occurrence, on ne peut donc reprocher au Tribunal cantonal de ne pas avoir exposé de manière suffisante les raisons justifiant sa décision.
4.
Le recourant fait valoir que certains faits ont été établis de façon manifestement inexacte ou en violation du droit au sens de l'art. 95 LTF par l'autorité précédente.
4.1. Les reproches formulés relèvent toutefois de l'appréciation juridique des faits, soit de questions de droit, qui seront traitées au consid. 6.2 infra, et non pas de questions de fait, comme semble le croire le recourant.
4.2. Par ailleurs, dans la mesure où le recourant présente une argumentation partiellement appellatoire, en opposant sa propre version des faits à celle du Tribunal cantonal ou en complétant librement l'état de fait, sans invoquer ni l'arbitraire, ni une constatation manifestement inexacte des faits, le Tribunal fédéral ne peut pas en tenir compte (cf. consid. 2.2).
4.3. En ce qui concerne les pièces produites par le recourant ne ressortant pas déjà de la procédure cantonale, il s'agit soit de pièces nouvelles irrecevables, car postérieures à la décision querellée (art. 99 al. 1 LTF), soit de pièces antérieures à l'arrêt attaqué. Dans la mesure où le recourant n'explique pas ce qui l'aurait empêché d'obtenir et de produire ces dernières en temps utile devant l'autorité précédente, elles doivent être écartées. Il en va de même de la lettre non datée du recourant au Tribunal fédéral.
Le Tribunal fédéral statuera donc sur la base des faits tels qu'ils ressortent de l'arrêt attaqué (cf. consid. 2.3).
5.
Le litige porte sur le point de savoir si la révocation de l'autorisation d'établissement du recourant est conforme au droit.
5.1. Le 1 er janvier 2019 est entrée en vigueur une révision de la loi fédérale du 16 décembre 2005 sur les étrangers (aLEtr, RO 2007 5437), rebaptisée à cette occasion loi fédérale sur les étrangers et l'intégration (LEI; RO 2017 6521). Selon l'art. 126 al. 1 LEI, les demandes déposées avant l'entrée en vigueur de la présente loi sont régies par l'ancien droit. Dans le cas d'une révocation de l'autorisation d'établissement, c'est le moment de l'ouverture de la procédure de révocation qui est déterminant (arrêt 2C_1072/2019 du 25 mars 2020 consid. 7.1), soit, en l'espèce, le 27 mai 2019. La présente cause est donc régie par le nouveau droit.
5.2. En l'occurrence, l'art. 63 al. 1 LEI prévoit que l'autorisation d'éta blissement d'un étranger qui séjourne en Suisse peut être révoquée - entre autres situations - si l'étranger a été condamné à une peine privative de liberté de longue durée (cf. let. a renvoyant à l'art. 62 al. 1 let. b LEI), par quoi la jurisprudence entend une peine privative de liberté supérieure à un an, résultant d'un seul jugement pénal, qu'elle ait été prononcée avec sursis ou sans sursis (cf. <ref-ruling> consid. 2.1). C'est le cas du recourant qui a été condamné par jugement de la Cour d'appel pénale le 19 novembre 2018 - confirmé par le Tribunal fédéral le 4 avril 2019 - à une peine privative de liberté de trois ans et demi. Précisons que l'infraction ayant donné lieu à cette condamnation a été commise avant le 1 er octobre 2016, de sorte que l'art. 63 al. 3 LEI, qui interdit de révoquer une autorisation d'établissement sur la seule base d'infractions pour lesquelles un juge pénal aurait renoncé à prononcer une expulsion à l'étranger, ne s'applique pas (cf. notamment <ref-ruling> consid. 2.1.2; arrêt 2C_570/2020 du 29 septembre 2020 consid. 4.2).
5.3. Le motif de révocation étant réalisé, encore faut-il se demander si la mesure respecte le principe de la proportionnalité et le droit international dont se prévaut le recourant.
6.
Invoquant une violation des art. 96 LEI, 8 CEDH, art. 13 Cst., art. 17 du Pacte international du 16 décembre 1966 relatif aux droits civils et politiques (RS 0.103.2; ci-après: Pacte ONU II), ainsi que des art. 12 CEDH, 23 § 2 du Pacte ONU II et 14 Cst., le recourant soutient que la révocation de son autorisation d'établissement viole le principe de la proportionnalité.
6.1. Selon l'art. 96 al. 1 LEI, les autorités compétentes tiennent compte, en exerçant leur pouvoir d'appréciation, des intérêts publics, de la situation personnelle de l'étranger, ainsi que de son intégration. La pesée globale des intérêts requise par cette disposition est analogue à celle commandée par l'art. 8 par. 2 CEDH et peut être effectuée conjointement à celle-ci (<ref-ruling> consid. 2.3.2). Quant à l'art. 5 al. 2 Cst., il est concrétisé à l'art. 96 LEI, de sorte qu'il n'y a pas lieu de procéder à un examen distinct de la proportionnalité sous cet angle (arrêt 2C_329/2020 du 10 juin 2020 consid. 7.1 et les références). En ce qui concerne les art. 12 CEDH et 23 par. 2 du Pacte ONU II, ces dispositions consacrent le droit au mariage. On ne voit pas en quoi ces dispositions seraient pertinentes dans la présente cause, ni en quoi elles offriraient une protection supérieure à l'art. 8 CEDH s'agissant de sa vie conjugale. Il n'y a partant pas lieu d'examiner plus avant celles-ci.
Lors de l'examen de la proportionnalité de la mesure de révocation, il y a lieu de prendre en considération la gravité de la faute commise, le degré d'intégration, la durée du séjour en Suisse, ainsi que le préjudice que l'intéressé et sa famille auraient à subir du fait de la mesure (<ref-ruling> consid. 2.2.1). Aucun de ces éléments n'est en soi décisif et il convient de procéder à une appréciation de l'ensemble des circonstances du cas d'espèce (cf. arrêt 2C_488/2019 du 4 février 2020 consid. 5.3 et références). Quand la révocation d'un titre de séjour est prononcée en raison de la commission d'une infraction, la peine infligée par le juge pénal est le premier critère pour évaluer la gravité de la faute et procéder à la pesée des intérêts. La durée de séjour en Suisse constitue un autre critère très important. Plus cette durée est longue, plus les conditions pour mettre fin au séjour en Suisse doivent être appréciées restrictivement (cf. <ref-ruling> consid. 4.4 et 4.5). Lors d'infractions pénales graves, il existe, sous réserve de liens personnels ou familiaux prépondérants, un intérêt public digne de protection à mettre fin au séjour d'un étranger, afin de préserver l'ordre public et prévenir la commission de nouveaux actes délictueux (<ref-ruling> consid. 2.3.2).
6.2. Il ressort de l'arrêt attaqué que le recourant a été condamné définitivement à une peine privative de liberté de 3 ans et demi pour viol. Le viol constitue une atteinte à l'intégrité sexuelle. Il s'agit d'une infraction envers laquelle le Tribunal fédéral se montre particulièrement rigoureux (cf. <ref-ruling> consid. 5.3 et les références) et envers laquelle le législateur a d'ailleurs entendu se montrer intransigeant (cf. art. 121 al. 3 let. a Cst. et 66a al. 1 let. h CP [RS 311.0]).
6.3. Le recourant invoque en vain qu'il a été acquitté par le Tribunal correctionnel de l'arrondissement de Lausanne en première instance. Il n'y a pas lieu de revenir sur le verdict de culpabilité établi par la Cour d'appel pénale et approuvé par le Tribunal fédéral, qui seul est déterminant (cf. arrêt 2C_469/2020 du 9 octobre 2020 consid. 3.2). Par ailleurs, sa critique est sans fondement dans la mesure où il se plaint que l'autorité précédente n'a pas tenu compte du fait que, dans un premier temps, son frère ait été condamné à sa place. On ne comprend pas en quoi cet élément serait pertinent. Au surplus, il a lui-même contribué par son comportement à ce que les autorités pénales se soient méprises sur l'identité de l'auteur des faits, ce qui plaide en sa défaveur. Il ne saurait, par ailleurs, faire grief à l'autorité précédente d'avoir considéré qu'il avait entravé la recherche de la vérité. En n'informant les autorités pénales que six ans après les faits qu'il avait remplacé son frère comme agent de sécurité la nuit du 30 au 31 décembre 2010, son comportement était de nature à corroborer l'erreur des autorités pénales sur l'identité du violeur. L'argument selon lequel le recourant n'avait pendant longtemps pas eu connaissance de la procédure pénale intentée contre son frère et que ce dernier lui aurait ordonné de ne pas se dénoncer ne saurait en aucun cas le dédouaner.
6.4. En outre, le Tribunal cantonal retient à juste titre que le comportement adopté par le recourant depuis sa condamnation et dans le cadre de l'exécution de sa peine ne saurait avoir de poids décisif, dès lors qu'un tel comportement est attendu d'un délinquant durant ses années de détention (<ref-ruling> consid. 5.5.2). Par ailleurs, le grief que l'on ne saurait lui reprocher de ne pas faire preuve de remords dans la mesure où il nie les faits pour lesquels il a été condamné, frise la témérité. En effet, l'instance précédente a constaté qu'une prise de conscience du recourant faisait toujours défaut en dépit d'une appréciation convaincante des preuves de la part de la Cour d'appel pénale. Le fait que la ligne de défense du recourant était de nier l'évidence ne saurait constituer un élément en sa faveur. C'est dès lors à juste titre que l'autorité précédente a confirmé qu'il existait un intérêt public important à la révocation de l'autorisation d'établissement du recourant (cf. arrêt 2C_22/2018 du 5 juillet 2018 consid. 4.3).
6.5. Il ne peut enfin être reproché à l'instance précédente de ne pas avoir suffisamment tenu compte de l'intérêt du recourant à demeurer en Suisse. Le Tribunal cantonal a en effet expliqué de manière détaillée en quoi cet intérêt privé ne l'emportait pas sur l'intérêt public à un éloignement de Suisse. En l'occurrence, l'autorité précédente n'a pas ignoré que le recourant vivait depuis près de dix ans en Suisse et que sa femme, désormais titulaire de la nationalité suisse, y habitait et qu'il paraissait difficile d'exiger de celle-ci, qui ne dispose pas de la nationalité albanaise et qui parle peu l'albanais, qu'elle le suive dans son pays d'origine. Elle a, en outre, tenu compte que la relation entre les époux mariés depuis plus de neuf ans semblait réelle et effective et que l'intégration professionnelle du recourant était bonne. L'autorité précédente a, finalement, pris en compte le fait que le recourant maîtrisait le français et qu'il semblait avoir noué des liens d'amitiés dans le cadre de son travail et dans l'entourage de son épouse. Cela étant, ces facteurs d'intégration exposés, l'autorité précédente pouvait relativiser son intégration au vu de la peine pénale prononcée contre le recourant.
6.6. Contrairement à ce qu'avance le recourant, la prise en compte de la sanction pénale dans le cadre de l'évaluation de son intégration ne revient pas à lui opposer deux fois son comportement délictueux. La gravité de la sanction prononcée constitue, d'une part, le point de départ pour évaluer l'intérêt public au renvoi, d'autre part, fait partie des éléments à mettre dans la balance pour déterminer si l'intérêt privé à demeurer en Suisse doit primer. C'est donc à bon droit que le Tribunal cantonal en a tenu compte lors de la pesée d'intérêt.
Au surplus, le Tribunal cantonal n'a pas négligé les intérêts en faveur du recourant. Il en va ainsi en particulier de la durée du séjour en Suisse, qu'il qualifie à raison de non négligeable, après avoir correctement souligné que cette durée devait être relativisée dès lors qu'elle avait été rendue possible par le comportement du recourant qui avait laissé son frère se faire condamner pendant qu'il obtenait de son côté le droit de séjourner en Suisse. On ne saurait, par ailleurs, critiquer le fait que l'instance précédente ait considéré comme vraisemblable que le recourant ait vécu en Suisse de manière illégale avant son entrée officielle. Le fait qu'il avait remplacé son frère le soir du 30 au 31 décembre 2010, c'est-à-dire plusieurs mois avant la délivrance de son permis de séjour, que l'un de ses certificats de travail indique qu'il a travaillé en Suisse à partir du 4 septembre 2011 et que ses collègues de travail avaient attesté avoir travaillé avec lui durant le mois de septembre 2011 sont autant d'indices ne révélant aucun arbitraire dans cette appréciation.
6.7. Enfin, le Tribunal cantonal a examiné de façon convaincante l'exigibilité d'un retour dans le pays d'origine du recourant, dans lequel celui-ci a vécu les vingt-deux premières années de sa vie et dont il connaît la langue. Le recourant ne fait en l'occurrence valoir aucun élément qui serait de nature à remettre en question ces considérations. Par ailleurs, l'objection selon laquelle sa santé nécessiterait impérativement des soins en Suisse ne saurait être retenue, faute d'avoir été suffisamment étayée. A ce titre, il sied de préciser que le fait que la situation d'une personne dans son pays d'origine serait moins favorable que celle dont elle jouit dans le pays d'accueil n'est pas déterminant du point de vue de l'art. 3 CEDH (cf. arrêt 2C_1067/2018 du 7 décembre 2018 consid. 4.3). Partant, n'ayant pas rendu vraisemblable qu'un retour en Albanie reviendrait à engendrer une dégradation de son état de santé relevant d'une violation de l'art. 3 CEDH, le recourant ne peut s'en prévaloir pour revendiquer un droit de demeurer en Suisse.
6.8. Compte tenu des éléments en présence, c'est à bon droit que l'instance précédente a confirmé que l'intérêt public à l'éloignement du recourant l'emportait sur son intérêt privé au maintien de son autorisation d'établissement Le résultat de la pesée des intérêts opérée par l'autorité intimée ne traduit par conséquent aucune violation des articles 96 LEI et 8 par. 2 CEDH.
7.
Finalement, il sied également d'écarter le grief de la violation du principe de la bonne foi dont se prévaut le recourant. Le fait que les autorités migratoires lui aient octroyé une autorisation d'établissement alors qu'elles étaient au courant de la procédure pénale, pour la révoquer ensuite, une fois que la condamnation pénale était entrée en force de chose jugée, ne constitue manifestement pas un comportement contradictoire violant l'art. 9 Cst. (cf. <ref-ruling> consid. 5.2). On ne peut reprocher aux autorités migratoires d'avoir attendu la condamnation définitive du recourant avant d'examiner si les conditions pour le maintien de l'autorisation d'établissement étaient encore remplies.
8.
Les considérants qui précèdent conduisent au rejet du recours, dans la mesure où il est recevable. Comme le recours était d'emblée dénué de chances de succès, le recourant ne peut pas bénéficier de l'assistance judiciaire comme il le requiert (art. 64 LTF). Succombant, il doit supporter les frais judiciaires (cf. art. 66 al.1 LTF), qui seront toutefois fixés en tenant compte de sa situation financière (cf. art. 65 al. 2 LTF). Il n'est pas alloué de dépens (cf. art. 68 al. 1 et 3 LTF).

Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce :
1.
Le recours est rejeté, dans la mesure où il est recevable.
2.
La requête d'assistance judiciaire est rejetée.
3.
Les frais judiciaires, arrêtés à 1'000 fr., sont mis à la charge du recourant.
4.
Le présent arrêt est communiqué au représentant du recourant, au Département de l'économie, de l'innovation et du sport du canton de Vaud (DEIS) Secrétariat général, au Tribunal cantonal du canton de Vaud, Cour de droit administratif et public, et au Secrétariat d'Etat aux migrations.
Lausanne, le 31 août 2021
Au nom de la IIe Cour de droit public
du Tribunal fédéral suisse
Le Président : Seiler
La Greffière : de Sépibus