Ambos empezaron el día a dos golpes de la cabeza, pero dejaron atrás a los demás después de una historia de dos nueves en Vilamoura.
Pavón hizo 31 golpes y lideró por tres después de diez hoyos, pero fue Pieters quien terminó con fuerza, llegando a la casa club en 30 con un final de birdie para igualarlo con 16 bajo.
El danés Lucas Bjerregaard estaba con 12 bajo después de un 69, un golpe por delante del sueco Kristoffer Broberg, que hizo un 66.
El belga Pieters, de gran pegada, ha ganado cuatro veces el Tour Europeo, y dos de esas victorias, en el D+D Real Czech Masters de 2015 y 2019, se produjeron después de mantener el liderato tras 54 hoyos.
La estrella de la Ryder Cup 2016 ha sido una imagen de consistencia en la Carrera a Dubai 2021, haciendo 12 de 15 cortes con tres top tens, y está buscando una primera victoria desde su segundo triunfo en Praga hace dos años.
«Los primeros nueve hoyos fueron muy duros por el viento», dijo. «Tuvimos suerte, se calmó en los últimos nueve, pero los primeros nueve fueron brutales.
«He metido bien los putts, me he dado muchas oportunidades y es bonito salir con un putt así.
«Es bonito estar 16 bajo… espero tener una oportunidad mañana».
El francés Pavón busca su primera victoria en el European Tour tras ciento treinta y. tres participaciones y ostentando el liderato después de tres rondas por primera vez en el Tour.
«Trato de llegar al mayor número de greens posible y esta es la forma en que estaba», dijo. «Centrado en cada golpe, trato de pegar cada golpe como si fuera el más importante de mi vida.
«La concentración fue realmente buena y estrecha hoy en comparación con ayer, así que intentaré llevar esta mentalidad conmigo mañana».
Broberg hizo seis birdies y un solo bogey en su ronda para situarse un golpe por delante del danés Nicolai Højgaard y del inglés Sam Horsfield.
El italiano Nino Bertasio, los ingleses Richard Bland y Callum Shinkwin y el francés Benjamin Hebert están con nueve bajo par.
Adri Arnaus es undécimo tras la peor ronda esta semana. Los pares cinco han sido el calvario del catalán este sábado. Un ocho en el cinco y sendos bogeys en el doce y diecisiete dejan a Arnaus a ocho golpes de los líderes.
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Fotos: European Tour