Segern var hans andra i touren och grundlades med ett ryck 18km från mål.
Chavanel var i mål 1.45 före klungan, i vilken även Thomas Lövkvist ingick.
I och med segern tar Chavanel för andra gången över den gula ledartröjan från schweizaren Fabian Cancellara. Cancellara var idag hela 14 minuter efter täten.