Les sols de Gigondas sont multiples. De grandes terrasses alluviales d’origine Mindelienne, aux sols argilo-sableux, s’étendent jusqu’au pied du massif des Dentelles de Montmirail. Leur perméabilité élevée atténue l’érosion des eaux de ruissellement et permet un ressuyage rapide des parcelles. En coteaux, le vignoble en terrasses sur des sols marno-calcaires offre un paysage magnifique à tous les promeneurs. Pour les vignerons, cette complémentarité entre les sols et les éboulis en surface permet aux eaux de pluies de mieux s’infiltrer. Cela aide aussi à stocker pendant la nuit, l’énergie solaire afin de prolonger l’activité végétative des plantes. Tous ces sols, riches en argiles, sont caractéristiques des terroirs de grands crus.
Méridional d’influence Provençale, son climat de contrastes est soumis aux chaleurs de l’été et aux violences du Mistral. Chaud et sec, il bénéficie de près de 2 800 heures d’ensoleillement annuel. La géologie tourmentée des Dentelles de Montmirail, au cœur de l’appellation, induit des expositions très diverses et est le principal vecteur d’un microclimat des plus intéressants. Massif abrupt émergeant de la plaine, les Dentelles provoquent des brises montantes et descendantes, qui tempèrent les pics de températures. Pour la majorité du vignoble, l’exposition Ouest/Nord-Ouest donne une aération parfaite, évite les chaleurs excessives de l’été et confère aux vins de Gigondas une finesse et une acidité qui en font des vins d’excellente garde.
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