La source, en été, niveau bas
Au même endroit, le 31 mai 2008, lors d'un débord de 1, 53 mètres à la Fontaine
La Fontaine de Vaucluse, situé au pied d’une falaise abrupte de 230 mètres, est la plus grosse source de France ici appelée fontaine .
Elle est aussi classée cinquième au rang mondial avec un débit d'eau annuel oscillant entre 630 et 700 millions de m³. Cette résurgence sert de référence, en hydrogéologie, pour la caractérisation d'un type appelé « source vauclusienne ».
Située sur la commune de Fontaine-de-Vaucluse près d'Avignon, dans le département de Vaucluse. Vaucluse était autrefois le nom du village et a donné son nom au département. Cette homonymie engendrant de nombreux problèmes, la commune fut rebaptisée Fontaine-de-Vaucluse. Son nom médiéval Vallis Clausa (« vallée close » en latin), en raison de sa position topographique, est à l'origine du toponyme Vaucluse.
Au-dessus de la fontaine se trouve une falaise de calcaire de 500 à 800 mètres d'épaisseur, parcourue par d'innombrables cassures et failles. Celle-ci joue le rôle d'un réservoir, un aquifère karstique, l'eau y circulant en suivant les discontinuités jusqu'à rencontrer une barrière de calcaire et d'argile.
La source est l'unique point de sortie d'un bassin souterrain de 1 100 km² récupérant les eaux du mont Ventoux, des monts de Vaucluse, du plateau d'Albion et de la montagne de Lure. Elle alimente la Sorgue.
L'eau de cette résurgence contenant un taux moyen de 200 mg/litre de carbonate de calcium et ayant un débit annuel d'environ 700 millions de m³, ce réservoir d'alimentation perd chaque année 50 000 m³ de calcaire. Ce phénomène de karstfication rapporté à la surface de l'impluvium représente un volume annuel de 45 m³/km² qui disparait dissous dans l'eau.
Ce chiffre devient plus parlant quand les calculs démontrent que dans 3,5 millions d'années, en toute logique, les monts de Vaucluse, le plateau d'Albion et la montagne de Lure, d'une épaisseur de 1 500 m, devraient avoir totalement disparu.
Le site fut durant l'Antiquité un lieu d'offrandes rituelles. On a ainsi retrouvé 1 600 pièces antiques du I siècle av. J.-C. jusqu'au début du V siècle. Au cours de deux campagnes de fouilles, les spéléologues de la SSFV, sous la direction du Département des recherches archéologiques subaquatiques et sous-marines (DRASSM), ont remonté ce trésor monétaire à la surface. On suppose que les débordements imprévisibles de la fontaine ont été perçus comme une manifestation divine. Ces offrandes à une divinité topique ont pu être aussi des gestes votifs.
La première plongée en scaphandre lourd a lieu en 1879, Nello Ottonelli s'aventura à 23 mètres. Il fallut ensuite attendre l'arrivée du scaphandre autonome en 1946 et Jacques-Yves Cousteau pour atteindre 46 mètres, puis 74 mètres neuf ans plus tard. C'est la limite des plongées à l'air. En 1981, Claude Touloumdjian atteignit 153 mètres avec un mélange oxygène-hélium. Enfin, en 1983, Jochen Hasenmayer parvint à 205 mètres. Pour descendre encore plus bas et toucher le fond il fallut utiliser des robots.
En 1985, la mission Modexa 350 lève le mystère sur la profondeur du système : en effet, le robot se pose par -305 mètres, et en 1989 un autre robot le Spélénaute (SSFV) atteint le point le plus bas du siphon à 308 m de profondeur.
Aujourd'hui, les efforts conjoints des géologues, hydrogéologues, hydrochimistes et spéléologues ont permis d'avoir une meilleure conception du fonctionnement de cette source karstique. Si son impluvium récupère les eaux du mont Ventoux, des monts de Vaucluse, du plateau d'Albion et de la montagne de Lure, il exclut la montagne de Bluye, au nord, ainsi que le Luberon et le synclinal d'Apt, au sud.
C'est celle du réservoir qui est accessible aux spéléologues. Elle dépasse -600 mètres puisque a été découvert, en période d'étiage, à partir d'un aven de Saint-Christol, la « rivière souterraine d'Albion » à la cote -610 mètres. Ce systèmes des gouffres et avens, qui truffent le plateau d'Albion, est un des facteurs les plus favorables à la karstification. Lors de violents orages, il peut emmagasiner aux environs de 110 millons de m³.
Elle reste la grande inconnue. Un modèle mathématique a pu démontrer qu'en se basant sur la plus basse cote de l'exutoire -308 m, et sur la surface de l'impluvium, les réserves permanentes atteindraient 150 millions de m³.
Sur une décennie le débit est compris entre 630 et 700 millions de m³ par an. Avec une moyenne de 22 m³/s, il est sept fois supérieur à la totalité de l'eau potable distribuée dans le département de Vaucluse. Première source de France pour les volumes débités ; la Fontaine se classe au 5 rang mondial des sources les plus importantes.