Le lac Supérieur (en anglais : Lake Superior) est un lac situé au centre de l'Amérique du Nord. Il est le plus grand, le plus septentrional, le plus occidental et le plus élevé des Grands Lacs. Il s'étend de part et d'autre de la frontière canado-américaine, bordé par la province canadienne de l'Ontario au nord et à l'est, et par les états américains du Minnesota à l'ouest, du Michigan et du Wisconsin au sud. C'est le plus grand lac d'eau douce au monde par sa superficie et le troisième par son volume. Ses eaux se déversent dans le lac Huron par la rivière Sainte-Marie, puis, à travers les Grands Lacs inférieurs, dans le fleuve Saint-Laurent et enfin dans l'océan Atlantique.
Toponymie Le nom ojibwé du lac est (en syllabique : , prononcé ou dans différents dialectes). Cela signifie « grande mer ». Henry Wadsworth Longfellow a transcrit ce nom en « Gitche Gumee (la grande mer scintillante) » dans le poème Le Chant de Hiawatha (1855), tout comme Gordon Lightfoot dans sa chanson « Le Naufrage de lEdmund Fitzgerald ».
Selon d'autres sources, le nom ojibwé complet est (« La Grande Mer d'Ojibwe ») ou ᑭᒋᑲᒥ (« La Grande Mer des Anishinaabe »). Le dictionnaire de 1853 du père Frédéric Baraga, le premier écrit pour la langue ojibwée, donne le nom ojibwé Otchipwe-kitchi-gami (une translittération de Ojibwe Gichigami).
Au , les premiers explorateurs français s'approchent de cette grande mer intérieure par la rivière des Outaouais et le lac Huron. Ils désignent leur découverte sous le nom de lac Supérieur, parce que son altitude est supérieure à celle du lac Huron. Certains missionnaires jésuites du l'appellent lac Tracy (pour Alexandre de Prouville de Tracy). Dans les années 1760, après la chute de Québec et suite à leur victoire lors de la guerre de Sept Ans, les Britanniques prennent le contrôle de la région. Ils anglicisent le nom du lac en Superior, « en raison de sa taille supérieure à celle de tous les lacs de ce vaste continent ».
Géologie gauche|vignette|La plus grande partie du lac Supérieur se trouve dans le bassin du rift du Midcontinent. Les roches de la rive nord du lac Supérieur remontent aux premiers temps de l'histoire de la Terre. Elles datent du Précambrien (entre d'années et d'années), le magma, en remontant à la surface, a créé les granites intrusifs du Bouclier canadien. Ces granites anciens sont encore visibles aujourd'hui sur la rive nord du lac. C'est lors de l'orogenèse pénokéenne, qui a contribué à la formation de la zone tectonique des Grands Lacs, que de nombreux métaux précieux se sont déposés. La région entourant le lac s'est révélée riche en minéraux, le cuivre, le fer, l'argent, l'or et le nickel étant les plus fréquemment exploités. Parmi les productions notables, citons l'or de la mine Hemlo près de Marathon (Ontario), le cuivre de la péninsule de Keweenaw et de la formation de Mamainse Point, le fer de la chaîne Gogebic, l'argent de Silver Islet et l'uranium de Theano Point.
L'érosion progressive des montagnes a entraîné le dépôt de couches de sédiments qui, en se compactant, ont formé du calcaire, de la dolomie, de la taconite et du schiste aux chutes Kakabeka. La croûte continentale s'est ensuite fracturée, créant l'un des rifts les plus profonds au monde. Le lac se situe dans cette ancienne vallée de rift mésoprotérozoïque, le rift du Midcontinent. Du magma s'est injecté entre les couches de roches sédimentaires, formant des filons-couches de diabase. Cette diabase dure protège les couches de roches sédimentaires sous-jacentes, formant ainsi les mesas à sommet plat de la région de Thunder Bay (Ontario). De l'améthyste s'est formée dans certaines des cavités créées par le rift du Midcontinent, et plusieurs mines d'améthyste sont exploitées dans la région de Thunder Bay.
vignette| Colonnes de basalte le long du la Supérieur. La lave jaillie de la faille a formé la roche basaltique noire de l'île Michipicoten, de la péninsule de Black Bay, de l'île Saint-Ignace et de l'île Royale.
Au cours de l'histoire géologique la plus récente, lors de la glaciation du Wisconsin, il y a ans, la glace recouvrait la région sur une épaisseur de . Les contours du terrain que nous connaissons aujourd'hui ont été sculptés par l'avancée et le retrait de la calotte glaciaire. Le retrait a laissé des dépôts de gravier, de sable, d'argile et de blocs. Les eaux de fonte glaciaire se sont accumulées dans le bassin du lac Supérieur, créant le lac Minong, précurseur du lac Supérieur. Libéré du poids immense de la glace, le terrain a rebondi et un exutoire s'est formé à Sault-Sainte-Marie, devenant l'actuelle rivière Sainte-Marie.
Province du Lac Supérieur Le toponyme du lac Supérieur a été retenu également pour désigner la province géologique du Lac Supérieur qui est une des provinces géologiques du bouclier canadien. Aussi dite la « province du Supérieur », elle occupe une superficie de , et sa création remonte à l'Archéen supérieur (ou Néoarchéen) (de 2,5 à d'années).
La province du Supérieur coiffe la rive nord du lac Supérieur, et occupe la majeure partie de la surface de l'Ontario. Elle s'étend vers l'est sur une large partie du Québec et vers l'ouest sur une portion du Manitoba. Les provinces géologiques qui lui sont adjacentes sont à l'ouest la Plate-forme de l'Intérieur, au nord la province de Churchill et la plate-forme de la baie d'Hudson, au nord-est de nouveau la province de Churchill, au sud-est la province de Grenville, et au sud la province du Sud.
Géographie vignette|Le lac Supérieur vu de l'ISS (). Superficie Le lac Supérieur a une superficie de , soit approximativement la superficie de l'Autriche. Il est partagé entre, au nord, le Canada (), dont il baigne la province de l'Ontario, et, au sud, les États-Unis (), à savoir les états du Minnesota, du Wisconsin et du Michigan.
Longueur et largeur Sa longueur maximale est de et sa largeur maximale de .
Les îles Le lac compte de rivages, y compris ses îles. La plus grande île du lac Supérieur est l'îsle Royale, dans le Michigan. Cette île, désignée réserve internationale de la biosphère par l'UNESCO, comprend plusieurs lacs, dont certains abritent également des îles. Citons parmi les autres îles célèbres, l'île Madeline dans le Wisconsin, l'île Michipicoten en Ontario et l'île Grand Island dans le Michigan.
vignette|Carte bathymétrique du lac Supérieur. Le point le plus profond, au large de sa côte sud-est, est marquée d'un "×". Les profondes tranchées de sa partie orientale pourraient provenir de vallées souterraines. Profondeur et volume d'eau Sa profondeur moyenne est de et sa profondeur maximale de . Le lac Supérieur contient ( milliards de mètres cubes) d'eau, soit de l'eau douce libre de surface de la Terre, suffisamment pour recouvrir toute la masse terrestre de l'Amérique du Nord et du Sud sur une profondeur de .
En raison de son volume, le lac Supérieur a une durée de rétention de , qui correspond à un apport moyen de
Le , dans le cadre d'une expédition scientifique, le limnologue américain est la première personne à atteindre la profondeur minimale du lac Supérieur. Avec sous le niveau de la mer, c'est le deuxième point le plus bas de l'intérieur du territoire continental des États-Unis et le troisième point le plus bas de l'intérieur du continent nord-américain, après le Grand lac des Esclaves dans les Territoires du Nord-Ouest du Canada ( sous le niveau de la mer) et le lac Iliamna en Alaska ().
Climat La taille du lac Supérieur atténue les variations saisonnières de son climat continental humide (plus typique de régions comme la Nouvelle-Écosse). La surface de l'eau réagit lentement aux variations de température, oscillant saisonnièrement entre et vers 1970. Cela contribue à modérer les températures de l'air environnant en été (plus fraîches grâce aux fréquentes brises marines) et en hiver, et à provoquer des chutes de neige dues à l'effet de lac durant les mois les plus froids. Les collines et les montagnes qui bordent le lac retiennent l'humidité et le brouillard, notamment en automne.
Hydrographie Lac d'eau douce Le lac Supérieur est le plus vaste lac d'eau douce au monde par sa superficie et le troisième par son volume, après le lac Baïkal en Sibérie ( d'eau) et le lac Tanganyika en Afrique de l'Est.
vignette|Le bassin versant du lac Supérieur. Affluents Le lac Supérieur est alimenté par plus de 200 rivières, dont la Nipigon, la Saint-Louis, la Pigeon, la Pic, la , la Michipicoten, la et la Kaministiquia.
Le lac présente un rapport très faible (1,55) entre la superficie de son bassin versant et sa superficie totale, ce qui indique une influence terrestre minimale.
Émissaire Son émissaire vers le lac Huron est la rivière Sainte-Marie. Elle présente une pente relativement abrupte et des rapides. Les écluses de Sault-Sainte-Marie permettent aux navires de contourner ces rapides et de franchir le déversoir de de différence de hauteur entre les deux lacs.
vignette|250px|Accumulation de glace en hiver, sur le littoral sud (Minnesota). Température de l'eau Bien que la température de la surface du lac Supérieur varie selon les saisons, la température en dessous de est presque constante et égale à . Cette variation de température rend le lac stratifié de façon saisonnière. Cependant, deux fois par an, la colonne d'eau atteint la température uniforme de de la surface au fond, et les eaux du lac se mélangent complètement. Cette caractéristique confère au lac un caractère dimictique.
Niveaux d'eau L'altitude moyenne de la surface du lac est de au-dessus du niveau de la mer.
Constructions d'ouvrages Jusqu'en 1887 environ, le débit sortant du lac Supérieur était déterminé par la force hydraulique naturelle des rapides de la rivière Sainte-Marie. La Commission mixte internationale crée en 1914 le Conseil international de contrôle du lac Supérieur, chargé de réguler les niveaux d'eau, y compris les prélèvements d'eau du bassin versant de la baie d'Hudson. Depuis 1921, le développement des infrastructures de transport et de production d'énergie hydroélectrique entraîne la construction de portes, d'écluses, de canaux d'amenée et d'autres ouvrages de régulation enjambant entièrement les rapides de la rivière Sainte-Marie. Ces ouvrages de régulation, connus sous le nom d'ouvrages de compensation, sont exploités conformément au plan de régulation 1977-A, puis au Plan 2012.
Variations et records Le niveau d'eau du lac fluctue d'un mois à l'autre, les niveaux les plus élevés étant observés en octobre et en novembre. La marque normale des hautes eaux est au-dessus du point de référence (). Lors de l'été 1985, le lac Supérieur atteint son niveau le plus élevé jamais enregistré, à au-dessus du niveau de référence. En 2019 et 2020, de nouveaux records de crue sont établis presque chaque mois.
Le niveau le plus bas du lac est généralement atteint en mars et en avril. Le niveau normal des basses eaux est sous le niveau de référence. Durant l'hiver 1926, le lac Supérieur atteint son niveau le plus bas jamais enregistré, à en dessous du niveau de référence. De plus, durant tout le premier semestre de l'année, des records mensuels de bas niveaux d'eau sont enregistrés. Ce faible niveau d'eau est la conséquence de la baisse du niveau du lac amorcée l'année précédente. En effet, 1925 avait établi des records de basses eaux d'octobre à décembre. Au cours des neuf mois allant d à , les niveaux d'eau ont varié de à sous le zéro hydrographique.
Durant l'été 2007, des records mensuels de basses mers du lac Supérieur sont établis : en août, à et en septembre à , légèrement inférieur au précédent record de 1926. Les niveaux d'eau se rétablissent en quelques jours.
Vagues Les tempêtes annuelles sur le lac Supérieur se caractérisent régulièrement par des vagues de plus de . Des vagues bien supérieures à ont été enregistrées.
Histoire et populations vignette| Pictogrammes d'Agawa au parc provincial du Lac-Supérieur (Ontario). Premiers peuples