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La 20e étape du Tour de France relie Montélimar au Mont Ventoux soit une étape de 167 kilomètres à travers la Drôme Provençale et le Vaucluse. Avant d'affronter le "Géant de Provence", quelques petites difficultés sont au programme: la côte de la Citelle (428 m, 3e cat), le col d'Ey (718 m, 3e cat), le col de Fontaube (635 m, 4e catégorie) puis le col de Notre-Dame des Abeilles (996 m, 3e cat). Le ravitaillement est à Eygaliers (km 78) et les points du sprint se jouent à Mormoiron au km 138,5. Les principales communes traversées ou dont l'étape passe juste à côté sont Nyons, Buis-les-Baronnies, Aurel, Sault, Villes-sur-Auzon. L'ascension finale s'est faite depuis Bédoin, soit sur le versant sud réputé le plus difficile.
Il s'agit du grand retour du « Géant de Provence » sur Tour de France.
Un groupe de seize coureurs est échappé. Ils franchissent le col de Notre-Dame des Abeilles où se déroule à proximité un incendie de forêt mais qui ne menace pas le passage du Tour de France. À cinq kilomètres du pied du Ventoux, le peloton ne comprend plus qu'une vingtaine de coureurs à la suite d'une bordure. L'avance des échappés sur ce peloton maillot jaune se réduit alors que dès les premiers faux-plats après Bédoin, le groupe des seize échappés se disloque sous l'impulsion de Juan Manuel Gárate. Il n'y a plus désormais qu'un trio de tête avec Garate, Tony Martin et Christophe Riblon disposant de 3 min 30 s d'avance environ sur le peloton maillot jaune. Christophe Riblon lâche prise dès les premières pentes à 10 % alors que dans le peloton les frères Schleck sont décidés à attaquer. Mais Fränk Schleck, qui joue le podium, ne parvient pas à lâcher Lance Armstrong. Andy Schleck attaque dans la forêt, Alberto Contador sautant dans sa roue, mais le Luxembourgeois ne poursuit pas son attaque car son frère ne peut le rejoindre. Le peloton maillot jaune se reforme ainsi à l'approche du Chalet Reynard. C'est à ce même Chalet Reynard que Franco Pellizotti, un moment lâché, attaque. À 3,5 km du sommet, les frères Schleck attaquent à nouveau, sans plus de succès. L'écart avec les échappés se réduit tout de même, Bradley Wiggins lâche prise avec le groupe maillot jaune et Franco Pellizotti est rattrapé peu après le col des Tempêtes dans l'ultime kilomètre. Juan Manuel Garate a attaqué Tony Martin une première fois à l'approche de l'ultime kilomètre mais n'a pu poursuivre. L'Allemand revient sur lui mais Juan Manuel Gárate l'emporte en sprintant dans le dernier virage. Le groupe maillot jaune arrive 40 secondes plus tard sans véritable bouleversement, Fränk Schleck ne parvenant qu'à prendre la 5e place au général. Roman Kreuziger prend la 9e place à Christophe Le Mével, qui a défendu courageusement sa place au général.
Juan Manuel Garate et Tony Martin échappésVu du Mont Ventoux: canadairs (en petit) éteignant un incendie de forêt proche du col des Abeilles lors du passage du Tour de FranceGroupe maillot jaune à moins de 2 km de l'arrivée: Andy Schleck, Alberto Contador, Lance Armstrong, Fränk Schleck, Vincenzo Nibali, Roman KreuzigerChristian Vande Velde et Christophe Le Mével défendant leur place au classement général
En , le Tribunal du Sport annule tous les résultats obtenus par Pellizotti sur ce Tour, en raison de données anormales constatées sur son passeport biologique[1].
Juan Manuel Gárate 
Tony Martin 
Andy Schleck 
M. jaune
Lance Armstrong 
M. vert
Thor Hushovd 
M. à pois
M. blanc
D. jaune
Astana 
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Danemark
