Nichtwiederwahl als Professor der ETH-Lausanne, hat sich ergeben:
A.- Der Rat der Eidgenössischen Technischen Hochschulen (ETH-Rat) wählte am 19. März 1997 X._ für eine erste Amtsdauer vom 1. Juli 1997 bis zum 31. Oktober 2000 zum ausserordentlichen Professor für das Fachgebiet "Environnement (orientation génie sanitaire)" an der Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL). Am 13. Juli 2000 lehnte der ETH-Rat die Wiederwahl von X._ ab und stellte fest, dass dieser nicht mehr berechtigt sei, den Titel eines Professors zu tragen.
B.- X._ erhob am 14. September 2000 Beschwerde bei der Eidgenössischen Personalrekurskommission und beantragte, den Entscheid des ETH-Rates vom 13. Juli 2000 aufzuheben.
Darüber hinaus stellte er die Anträge, er sei als wiedergewählt zu erklären, und der Titel eines Professors sei ihm zu belassen.
Mit Zwischenverfügung vom 18. Oktober 2000 lehnte es der Präsident der Eidgenössischen Personalrekurskommission ab, vorsorgliche Massnahmen zu treffen. Eine hiergegen gerichtete Verwaltungsgerichtsbeschwerde wies das Bundesgericht mit Urteil vom 11. Dezember 2000 ab.
In der Folge setzte die Eidgenössische Personalrekurskommission das Verfahren fort und führte u.a. eine mündliche und öffentliche Verhandlung durch. Mit Entscheid vom 3. Mai 2001 wies sie die Beschwerde "im Sinne der Erwägungen" ab und bestätigte den Entscheid des ETH-Rates vom 13. Juli 2000.
C.- Mit Eingabe vom 9. Juli 2001 hat X._ Verwaltungsgerichtsbeschwerde an das Bundesgericht erhoben. Er beantragt, den Beschwerdeentscheid der Eidgenössischen Personalrekurskommission und den Entscheid des ETH-Rates aufzuheben, ihn als wiedergewählt zu erklären und ihm den Titel eines Professors zu belassen.
Der ETH-Rat beantragt die Abweisung der Verwaltungsgerichtsbeschwerde.
Die Eidgenössische Personalrekurskommission hat auf eine Vernehmlassung verzichtet.

Das Bundesgericht zieht in Erwägung:
1.- Der Rechtsschutz gegen Verfügungen des ETH-Rates über öffentlichrechtliche Dienstverhältnisse richtet sich gemäss Art. 37 Abs. 2 des Bundesgesetzes vom 4. Oktober 1991 über die Eidgenössischen Technischen Hochschulen (ETH-Gesetz; SR 414. 110) nach dem Beamtengesetz vom 30. Juni 1927 (BtG; SR 172. 221.10). Dieses sieht in Art. 58 Abs. 2 lit. b Ziff. 3 die Personalrekurskommission als Beschwerdeinstanz für Verfügungen letzter Instanzen autonomer eidgenössischer Anstalten vor, soweit die Verwaltungsgerichtsbeschwerde an das Bundesgericht zulässig ist, was in Bezug auf die Nichtwiederwahl eines Professors (Art. 5 der Verordnung vom 16. November 1983 über die Dozenten der Eidgenössischen Technischen Hochschulen [ETH-Dozentenverordnung; SR 414. 142]) der Fall ist, denn es liegt weder einer der für das Gebiet öffentlichrechtlicher Dienstverhältnisse des Bundes geltenden Ausschlussgründe (Art. 100 Abs. 1 lit. e OG) noch einer der übrigen Ausschlussgründe nach den Art. 99 ff. OG vor. Auf die frist- und formgerecht erhobene Verwaltungsgerichtsbeschwerde gegen den Entscheid der Personalrekurskommission als Vorinstanz des Bundesgerichts (Art. 98 lit. e OG) ist einzutreten.
2.- a) Der Beschwerdeführer beanstandet die Nichtwiederwahl als Professor an der ETH Lausanne vorab aus formellen Gründen und lässt in diesem Zusammenhang vortragen, er habe nur ungenügend Akteneinsicht erhalten und das Dossier sei nicht vollständig gewesen. Sodann macht er geltend, es wären Gutachten eingeholt worden, deren Verfasser geheimgehalten worden seien, und schliesslich seien die Mitglieder des ETH-Rates in tendenziöser Weise informiert worden, indem für die Beurteilung seiner wissenschaftlichen Qualifikation auf die Datenbank ISI-Web of Science mit dem so genannten "impact factor" bzw. "citation index" hingewiesen worden sei. Dies zeige jedoch nur, wie häufig eine Person publiziert habe und wie oft sie zitiert werde, was eine völlig unwissenschaftliche Qualifikationsmethode sei.
Die Personalrekurskommission hat die schon vor ihr erhobenen verfahrensrechtlichen Rügen teilweise für berechtigt erachtet. Sie hat vollständige Einsicht in das Dossier gewährt, die Namen der Berichterstatter offen gelegt und in einem Fall - weil der betreffende Berichterstatter, dem Vertraulichkeit zugesichert worden war, sich mit einer Offenlegung nicht einverstanden zeigte - den Bericht aus den Akten gewiesen. Der Beschwerdeführer hat Stellung nehmen können, insbesondere auch anlässlich einer mündlichen Verhandlung (vgl. vorne "B.-"), an welcher die Angelegenheit ausführlich erörtert wurde. Die Personalrekurskommission erachtete unter diesen Umständen die Verfahrensfehler als geheilt, berücksichtigte sie aber bei der Kostenverlegung.
So erhob sie keine Gebühren und sprach dem Beschwerdeführer eine Parteientschädigung zu (vgl. S. 18 des angefochtenen Entscheides).
b) Dieses Vorgehen der Personalrekurskommission lässt sich entgegen der Meinung des Beschwerdeführers nicht beanstanden. Es entspricht vielmehr gefestigter Rechtsprechung, dass Verletzungen des rechtlichen Gehörs geheilt werden können, wenn die unterbliebene Anhörung, Akteneinsicht oder Beweiserhebung in einem Rechtsmittelverfahren nachgeholt wird, in welchem der Beschwerdeinstanz die gleiche Prüfungsbefugnis wie der unteren Instanz zusteht (<ref-ruling> E. 2 S. 72; <ref-ruling> E. 2d S. 138; Michele Albertini, Der verfassungsmässige Anspruch auf rechtliches Gehör im Verwaltungsverfahren der modernen Staates, Bern 2000, S. 458 ff.). Dies ist hier der Fall, denn im Beschwerdeverfahren vor der Personalrekurskommission kann nicht nur die Verletzung von Bundesrecht (Art. 49 lit. a VwVG) und die unrichtige oder unvollständige Feststellung des Sachverhalts (Art. 49 lit. b VwVG), sondern auch die Unangemessenheit der angefochtenen Verfügung (Art. 49 lit. c VwVG) gerügt werden.
Als problematisch könnte die Heilung einer Gehörsverletzung im vorliegenden Zusammenhang allenfalls deshalb angesehen werden, weil sich die Personalrekurskommission praxisgemäss bei der Leistungsbeurteilung eine gewisse Zurückhaltung auferlegt (vgl. S. 7 des angefochtenen Entscheides, E. 2a).
Eine Heilung müsste unter solchen Umständen verneint werden, ausser wenn im konkreten Fall auf die Selbsteinschränkung verzichtet wird (Albertini, a.a.O., S. 461, vgl. <ref-ruling> E. 2c S. 97). Die Personalrekurskommission hat vorliegend zwar einleitend auf ihre Zurückhaltung bei der Leistungsbeurteilung hingewiesen, aber sie hat in der Folge dennoch sehr sorgfältig und ohne ersichtliche Beschränkung der Kognition beurteilt, ob die Nichtwiederwahl eine angemessene Massnahme darstelle. Die Gehörsverletzung kann daher als geheilt betrachtet werden, soweit dem Beschwerdeführer zunächst die Namen der Berichterstatter und teilweise der Inhalt des Dossiers unbekannt geblieben waren; diese Mängel sind von der Personalrekurskommission korrigiert worden.
c) Im Rahmen des Wiederwahlverfahrens sind Referenzauskünfte bei den vom Beschwerdeführer genannten Personen eingeholt worden, darüber hinaus Auskünfte von Professoren der ETH Lausanne und schliesslich Berichte von externen Persönlichkeiten. Der Beschwerdeführer erachtet die zuletzt genannten Berichte als Gutachten im Sinne von Art. 12 lit. e VwVG, ohne dass aber die prozessualen Anforderungen eingehalten worden wären. Auch die internen Berichte von anderen Professoren der ETH will der Beschwerdeführer als "Gutachten" verstanden haben und ist der Auffassung, sie dürften nicht berücksichtigt werden, da diese Professoren befangen gewesen seien. Die Personalrekurskommission hat demgegenüber diese Berichte (auch die externen) nicht als eigentliche Sachverständigengutachten gewertet.
aa) Art. 12 VwVG sieht als Beweismittel unter anderem Auskünfte oder Zeugnis von Drittpersonen (lit. c) sowie Gutachten von Sachverständigen vor (lit. e). Während Zeugnis und Auskunft sich auf Wahrnehmungen beziehen, die ausserhalb des Verfahrens gemacht wurden, wird mit einem Sachverständigengutachten Bericht über Sachverhaltsprüfung und -würdigung erstattet, welche anlässlich des Verfahrens und aufgrund besonderer Sachkenntnis erfolgt (Alfred Kölz/Isabelle Häner, Verwaltungsverfahren und Verwaltungsrechtspflege des Bundes,
2. Auflage, Zürich 1998, Rz. 280, S. 101; VPB 1988 Nr. 9 E. 1a). Wer allein wegen seiner Fachkenntnisse zur Abklärung der Sachumstände beigezogen und mit einem Gutachten beauftragt wird, wirkt als Experte mit und gibt nicht bloss Auskunft (<ref-ruling> E. 3 S. 57).
Im Lichte dieser Abgrenzung ist festzuhalten, dass die internen Berichterstatter der ETH Lausanne nicht eigentliche Gutachten erstellt, sondern Auskunft über den Beschwerdeführer gegeben haben. Weniger eindeutig liegen die Dinge bei den externen Berichterstattern. Auch sie berichteten zwar über ihre ausserhalb des Verfahrens wahrgenommenen Kenntnisse betreffend die wissenschaftliche Qualifikation des Beschwerdeführers, hatten sich aber namentlich auch zum im Hinblick auf das Wiederwahlverfahren verfassten Tätigkeitsbericht des Beschwerdeführers zu äussern.
Diese gutachtlichen Elemente hätten nahe gelegt, die auf Grund der Verweisung von Art. 19 VwVG massgebenden Bestimmungen von Art. 57 ff. BZP zu beachten, welche insbesondere vorschreiben, dass den Parteien Gelegenheit zu geben ist, zur Ernennung der Sachverständigen Stellung zu nehmen und sich zu den Fragen zu äussern, deren Begutachtung beabsichtigt ist. Von einer evidenten Missachtung der verfahrensrechtlichen Vorschriften kann aber nicht gesprochen werden, handelt es sich doch um Berichte, die Elemente von Auskunft und Gutachten zugleich enthalten.
bb) Entgegen der Meinung des Beschwerdeführers sind die externen Berichte nicht unbeachtlich. Dies wäre nur dann der Fall, wenn Ausstandsgründe oder sonstige Mängel geltend gemacht werden könnten (vgl. <ref-ruling> E. 3 S. 57), was vorliegend nicht zutrifft (vgl. sogleich E. 2c/cc). Die fehlenden Deutschkenntnisse zweier Berichterstatter hatten zwar zur Folge, dass diese die in deutscher Sprache verfassten Veröffentlichungen des Beschwerdeführers nicht mitbeurteilen konnten. Beide haben sich aber auch nicht zu diesen Veröffentlichungen geäussert, und ihre übrigen Feststellungen werden dadurch nicht in Frage gestellt.
cc) Der Beschwerdeführer behauptet zwar, die Berichterstatter seien befangen gewesen, zunächst deshalb, weil ihnen die Gründe für eine allfällige Nichtwiederwahl dargelegt worden sind. Die Personalrekurskommission hat hierzu richtig festgehalten, ein Bericht könne nicht im luftleeren Raum verfasst werden, weshalb die Wahlbehörde nicht darum herumkomme, den Berichterstattern kurz darzulegen, worum es konkret gehe (S. 11 des angefochtenen Entscheides).
Im Übrigen hatte die Wahlbehörde klar darauf hingewiesen, dass von den Berichterstattern ein in jeder Hinsicht objektiver und unabhängiger Bericht erwartet wurde ("It is the Reviewer's responsibility to make a well-balanced review", vgl. "Mandate to Reviewer" vom 7. März 2000).
Der nicht näher substantiierte Hinweis über Verbindungen zwischen einem Professor an der ETH und einem der Gutachter - vgl. S. 23 der Verwaltungsgerichtsbeschwerde, wo auf die Ausführungen in der Stellungnahme vom 29. Januar 2001 an die Personalrekurskommission verwiesen wird - vermag sodann für sich einen Ausstandsgrund nicht zu begründen.
dd) Inhaltlich schliesslich konnte sich der Beschwerdeführer zu den fraglichen Berichten wie auch zum übrigen Dossier vor der Personalrekurskommission umfassend äussern, so dass eine Verletzung wesentlicher Verfahrensvorschriften, die zur Aufhebung des angefochtenen Entscheides führen müsste, nicht mehr vorliegt.
3.- a) Nach Art. 14 Abs. 2 des ETH-Gesetzes bzw. Art. 5 Abs. 1 der ETH-Dozentenverordnung werden ordentliche oder ausserordentliche Professoren in der Regel erstmals für drei Jahre gewählt. Die Wiederwahl erfolgt jeweils für sechs Jahre. Das Institut der Amtsdauer will dem Gemeinwesen ermöglichen, sich von einer auf eine bestimmte Amtsdauer gewählten Person zu trennen, wenn dies im Interesse der bestmöglichen Erfüllung der staatlichen Aufgaben als wünschenswert erscheint; eines wichtigen Grundes für die Nichtwiederwahl bedarf es nicht (<ref-ruling> E. 2b S. 274). Immerhin soll auf eine Wiederwahl nur verzichtet werden, wenn ein zureichender sachlicher Grund vorliegt (<ref-ruling> E. 2a S. 101; <ref-ruling> E. 3; Pierre Moor, Droit administratif, Bd. III, Bern 1992, S. 247; Matthias Michel, Beamtenstatus im Wandel, Zürich 1998, S. 141 f.).
Die Nichtwiederwahl darf, anders ausgedrückt, nicht geradezu willkürlich sein (Minh Son Nguyen, La fin des rapports de services, in Helbling/Poledna, Personalrecht des öffentlichen Dienstes, Bern 1999, S. 423).
b) Der Hauptvorwurf an den Beschwerdeführer geht dahin, dass er teilweise eine andere als die im massgeblichen Stellenprofil umschriebene Forschung betrieben habe; damit im Zusammenhang steht der Vorwurf, dass er es an Führungslinie, Klarheit und Strenge ("ligne directrice", "clarté" et "rigueur") habe missen lassen. Die Personalrekurskommission hat hierzu erwogen, der Beschwerdeführer habe von den zwei hauptsächlichen Lehr- und Forschungsgebieten, die zu seinem Aufgabenbereich gehört hätten, den Teil der Altlastensanierung ("réhabilitation des sites contaminés") gut abgedeckt, hingegen habe er den gleichermassen bedeutsamen Teil der Abfallwirtschaft bzw. -bewirtschaftung ("gestion et traitement des déchets") wenig oder nicht betreut.
Der Einwand des Beschwerdeführers, er habe von allem Anfang an Klarheit über die Wahl der Schwerpunkte seiner Forschungsarbeiten und die zeitlichen Prioritäten geschaffen, mag nach Auffassung der Personalrekurskommission bis zu einem gewissen Grad zutreffen. Dies ändere aber nichts daran, dass die einseitige Ausrichtung des Lehr- und Forschungsbetriebs dem Stellenbeschrieb nicht entsprochen habe, hielt die Personalrekurskommission fest. Sie führte weiter aus, diese einseitige Orientierung wäre allenfalls zu akzeptieren gewesen, wenn der Beschwerdeführer dabei - was nicht der Fall sei - nachgerade herausragende Leistungen hätte vorweisen können.
c) Die Überlegungen der Personalrekurskommission für die Nichtwiederwahl des Beschwerdeführers können nicht als unsachlich qualifiziert werden. Sie stellen nicht die Eignung des Beschwerdeführers für eine Professur an einer Technischen Hochschule in Frage, sondern für den konkreten Lehrstuhl an der ETH Lausanne mit der doppelten Ausrichtung des Lehr- und Forschungsbereichs. Es mag, wie die Personalrekurskommission ausführt, bereits eine Fehlbesetzung bei der ursprünglichen Wahl vorgelegen haben, was dem Beschwerdeführer nicht anzulasten ist. Das hindert aber nicht, in besserer Kenntnis nach Ablauf der ersten Amtsperiode von einer Wiederwahl abzusehen. Entspricht der Stelleninhaber dem Anforderungsprofil des Lehrstuhls nicht, so ist dies ein sachlicher Grund für eine Nichtwiederwahl, weshalb der getroffene Entscheid Bundesrecht nicht verletzt.
d) Dass eine Beurteilung der wissenschaftlichen Qualifikation gestützt auf eine Datenbank, welche die Häufigkeit von Zitaten erfasst (vgl. E. 2a), keine hinreichende Grundlage für eine Nichtwiederwahl wäre, ist zutreffend. Die Personalrekurskommission hat im angefochtenen Entscheid aber keinesfalls zur Hauptsache darauf abgestellt, sondern sie hat mit den Erwägungen zur fraglichen Datenbank bloss ihre an anderer Stelle geäusserten Überlegungen untermauert. Eine durch die Datenbank ISI-Web of Science belegte Ausstrahlung der Forschungstätigkeit selbst in den angelsächsischen Sprachraum hätte nämlich Zweifel wecken können oder gar müssen, ob dem Beschwerdeführer nicht doch hervorragende wissenschaftliche Qualifikationen zu attestieren wären, welche die einseitige Orientierung seiner Tätigkeit hätten aufwiegen können.
4.- Es ergibt sich damit, dass eine Verletzung wesentlicher Verfahrensvorschriften auf Grund des durch die Personalrekurskommission ergänzten Verfahrens nicht mehr vorlag, und in materieller Hinsicht waren sachliche Gründe für eine Nichtwiederwahl gegeben. Dem Beschwerdeführer war auch nicht der Titel eines Professors zu belassen, denn für eine Weiterführung des Titels nach dem Ausscheiden werden in der Regel mehr als sechs Jahre Tätigkeit vorausgesetzt (Art. 17a der ETH-Dozentenverordnung). Da der Titel eines Professors im Hochschulwesen ein Titel ist, den die jeweilige Hochschule vergibt, ist es nicht bundesrechtswidrig, in zeitlicher Hinsicht von einer Anrechnung der früheren Lehrtätigkeit an der Technischen Universität Delft abzusehen.
5.- Die Verwaltungsgerichtsbeschwerde ist demnach als unbegründet abzuweisen.
Entsprechend diesem Verfahrensausgang hat der Beschwerdeführer die bundesgerichtlichen Kosten zu tragen (Art. 156 Abs. 1 in Verbindung mit Art. 153 und 153a OG).
Eine Parteientschädigung ist nicht geschuldet (Art. 159 Abs. 2 OG).

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1.- Die Verwaltungsgerichtsbeschwerde wird abgewiesen.
2.- Die Gerichtsgebühr von Fr. 4'000.- wird dem Beschwerdeführer auferlegt.
3.- Dieses Urteil wird dem Beschwerdeführer, dem Rat der Eidgenössischen Technischen Hochschulen (ETH-Rat) sowie der Eidgenössischen Personalrekurskommission schriftlich mitgeteilt.
_
Lausanne, 26. November 2001
Im Namen der II. öffentlichrechtlichen Abteilung
des SCHWEIZERISCHEN BUNDESGERICHTS
Der Präsident: Der Gerichtsschreiber: