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La sua sorgente, la famosa [[Fontaine de Vaucluse]], nell'omonima località, è considerata la maggiore sorgente al mondo, avendo una portata di magra di 20 m<sup>3</sup>/s, ma potendo arrivare, in piena, all'impressionante cifra di 123 m<sup>3</sup>/s (misurata ufficialmente), ove non, con misurazione tuttavia non ufficiale, a 240 m<sup>3</sup>/s: in ogni caso, si tratta dei massimi valori mai misurati o stimati al mondo per una sorgente.
 
La sorgente trae origine da un pozzo a sifone profondo quasi 400 m (esplorato con un [[batiscafo]] solo a metà degli anni ottanta del XX secolo) a sezione quasi perfettamente cilindrica che è collegato al retrostante altopiano carsico calcareo del [[Sisteron]], ove none anche alloal stessovasto massiccio del [[MonteMont VentosoVentoux]]: in tal modo il bacino imbrifero (endoreico) è di oltre 4.000 km², il che spiega l'abbondanza delle portate.
 
Il fiume è lungo appena una trentina di chilometri, ma, specie indurante la piena, (quando sovente esonda nelle campagne di [[L'Isle-sur-la-Sorgue]]), diviene uno dei maggiori tributari del [[Rodano (fiume)|Rodano]]. La sua sorgente ispirò a [[Francesco Petrarca]] (che soggiornò nei pressi) i celebri versi come ''[[Chiare, fresche e dolci acque]]''.
 
LaIn condizioni di piena, la sorgente ha la caratteristica in piena di esondare, con impressionante violenza e velocità, dalla sommità del cilindro (con diametro di una decina di metri), all'interno di una caverna (sulle cui pareti sono stati collocati una serie di idrometri per la misurazione del livello dell'acqua, che può raggiungere anche una quota di 5 o 6 metri superiore a quella dell'orlo del coronamento del cilindro), mentre in magra l'acqua fuoriesce direttamente dalle fessure della roccia, lungo l'alveo del fiume per una lunghezza di un centinaio di metri, a quote inferiori di alcune decine di metri rispetto allo sbocco della caverna. L'acqua sorgiva è purissima ed è considerata, in magra, addirittura potabile.
 
Dal punto di vista geologico, la sorgente ha dato il nome ad una categoria di sorgenti carsiche: le risorgive o sorgenti valchiusane, (alle quali appartengono, ad esempio, anche la [[Caverna di Oliero]], sul [[Brenta (fiume)|Brenta]] o le due sorgenti del [[Livenza]]: ([[Il Gorgazzo]] e [[La Santissima]]).
 
Dal punto di vista naturalistico il sito è del massimo interesse, sia geologico, sia botanico (il letto del fiume è cosparso di numerose piante acquatiche), sia paesaggisticoestetico ed emotivo (lo spettacolo dell'esondazione della sorgente in piena è assolutamente unico al mondo ed èe impressionante), sia per i ricordi legati alla figura del poeta italiano.
 
I comuni attraversati sono: [[Fontaine-de-Vaucluse]], [[Saumane-de-Vaucluse]], [[Lagnes]], [[L'Isle-sur-la-Sorgue]], [[Le Thor]], [[Velleron]], [[Châteauneuf-de-Gadagne]], [[Jonquerettes]], [[Saint-Saturnin-lès-Avignon]], [[Pernes-les-Fontaines]], [[Althen-des-Paluds]], [[Entraigues-sur-la-Sorgue]], [[Sorgues]] e [[Bédarrides]].