Faits:
A.
A._ a été condamné le 16 février 2005 par le Tribunal correctionnel de l'arrondissement de Lausanne à une peine d'emprisonnement de 7 mois avec sursis pendant 5 ans et à une amende de 200 francs pour actes d'ordre sexuel avec des enfants, pornographie et violation des règles de la circulation routière; l'octroi du sursis était subordonné à la condition que l'intéressé poursuive le traitement psychiatrique ambulatoire en cours. Le sursis et l'obligation de poursuivre le traitement psychiatrique ont été prolongés jusqu'au 16 février 2011. Le jugement du 16 février 2005 se référait à une précédente condamnation du 27 mai 1998 par le Tribunal de police de Lausanne à un mois d'emprisonnement avec sursis pendant 2 ans pour actes d'ordre sexuel avec des enfants.
Le 23 octobre 2010, une enquête pénale a été ouverte à l'encontre de A._ pour remise à des enfants de substances nocives, actes d'ordre sexuel avec des enfants et pornographie. Il est reproché au prénommé d'avoir remis des cigarettes à plusieurs enfants du quartier, de sexe masculin et âgés de 10 à 15 ans, d'avoir proposé à certains d'entre eux de visionner des films pornographiques, de leur avoir permis de visionner ces films, de les avoir regardés se masturber durant ces séances, de s'être masturbé en leur présence ou à leur vue et de les avoir fessés à plusieurs reprises, parfois contre rémunération en argent, en cigarettes ou en échange de son silence sur leurs frasques. Le prévenu a reconnu la majorité des faits précités intervenus essentiellement entre le mois de juin 2010 et son interpellation le 23 octobre 2010.
Détenu provisoirement depuis le 24 octobre 2010 dans le cadre de la présente procédure, A._ a été relaxé le 16 décembre 2010 dans la mesure où, selon un rapport d'expertise psychiatrique figurant au dossier, le risque de récidive semblait diminué par le suivi thérapeutique auprès du Service de médecine et psychiatrie pénitentiaires (SMPP); l'intéressé était également suivi par la Fondation vaudoise de probation (FVP) dans le cadre du revenu d'insertion.
B.
Par ordonnance de mesures de substitution du 14 juillet 2011, le Tribunal des mesures de contraintes (ci-après: le Tmc) a ordonné la continuation du suivi psychothérapeutique de A._ par le SMPP, ainsi qu'un suivi social en réseau par la FVP, à raison de deux rendez-vous par mois. Se fondant notamment sur le rapport d'expertise psychiatrique rendu le 4 avril 2011, le Tmc a retenu que le prévenu était susceptible de commettre de nouvelles infractions du même ordre, que ce risque de récidive était élevé, que le suivi psychothérapeutique auprès du SMPP pouvait contribuer à le diminuer et qu'il était dès lors nécessaire d'ordonner la continuation de ce traitement, en le doublant d'une assistance de la FVP à titre de garantie supplémentaire.
C.
Le 13 janvier 2012, le Ministère public a arrêté le prévenu, en se fondant sur le contenu des rapports de la police de sûreté des 3 et 4 janvier 2012 et une communication de la FVP; entendu par le Ministère public, le prévenu a confirmé avoir eu en septembre 2011 des contacts avec des jeunes à Renens, alors que de telles relations lui avaient été formellement interdites.
Le 18 janvier 2012, le Tmc a refusé d'ordonner la détention provisoire du prévenu demandée par le Ministère public et a ordonné la libération immédiate de l'intéressé; selon le Tmc, depuis sa remise en liberté intervenue le 16 décembre 2010, le prévenu n'avait pas enfreint la loi pénale, il se rendait régulièrement à la consultation du SMPP et répondait globalement aux sollicitations de la FVP. Ce jugement n'a pas fait l'objet d'un recours de la part du Ministère public.
D.
Le SMPP a, par courrier du 19 mars 2013, indiqué au Ministère public qu'une collaboratrice co-thérapeute avait aperçu le prévenu, le 28 janvier 2013, accompagné d'un jeune homme de 14 ou 15 ans dans un café à Lausanne, ce qui lui paraissait inquiétant; il a constaté qu'en raison de ses limites intellectuelles, le prévenu peinait à respecter les règles du contrat thérapeutique indispensables à une prise en charge adéquate et consistant à ne pas fréquenter de manière rapprochée des personnes mineures.
Le 8 avril 2013, le Ministère public a demandé aux experts de compléter et clarifier leur expertise du 4 avril 2011 en indiquant quelle mesure thérapeutique pouvait diminuer le risque de réitération et si un traitement ambulatoire permettait toujours d'atteindre ce but, à l'exclusion d'un traitement institutionnel.
E.
Le 10 avril 2013, A._ a été renvoyé en jugement devant le Tribunal correctionnel de l'arrondissement de Lausanne (ci-après: Tribunal d'arrondissement) pour actes d'ordre sexuel avec des enfants, remise à des enfants de substances pouvant mettre en danger leur santé et pornographie.
Par courrier du 23 avril 2013 adressé au Ministère public, la FVP a constaté l'existence d'un risque important de récidive malgré le dispositif mis en place.
Le 1 er mai 2013, un mandat d'arrêt a été décerné à l'encontre de A._ par le Président du Tribunal d'arrondissement. Sur requête de ce dernier, le Tmc a, par ordonnance du 3 mai 2013, ordonné la détention pour des motifs de sûreté de l'intéressé jusqu'au 24 juillet 2013, compte tenu du risque de réitération.
Statuant sur recours de l'intéressé, la Chambre des recours pénale du Tribunal cantonal a confirmé cette appréciation par arrêt du 13 mai 2013.
F.
Agissant par la voie du recours en matière pénale, A._ demande au Tribunal fédéral d'annuler l'arrêt cantonal et d'ordonner immédiatement sa mise en liberté; les mesures de substitution ordonnées le 14 juillet 2011 devaient être maintenues. Il requiert en outre l'octroi de l'assistance judiciaire. Le Tribunal cantonal renonce à se déterminer. Le Ministère public conclut au rejet du recours.
Considérant en droit:
1.
Selon l'art. 78 LTF, le recours en matière pénale est ouvert contre les décisions rendues en matière pénale, dont font partie les décisions rendues en matière de détention provisoire ou pour des motifs de sûreté au sens des art. 212 ss CPP (ATF 137 IV 22 consid. 1 p. 23). L'accusé a qualité pour agir en vertu de l'art. 81 al. 1 let. a et let. b ch. 1 LTF. Pour le surplus, le recours est formé en temps utile (art. 100 al. 1 LTF) contre une décision rendue en dernière instance cantonale (art. 80 LTF) et les conclusions présentées sont recevables au regard de l'art. 107 al. 2 LTF.
2.
Le recourant ne conteste pas que les conditions de la détention énumérées à l'art. 221 CPP sont remplies, en particulier l'existence d'un risque de récidive. Il fait en revanche grief à l'instance précédente d'avoir révoqué les mesures de substitution prononcées le 14 juillet 2011 et ordonné sa mise en détention pour des motifs de sûreté, en violation de l'art. 237 al. 5 CPP et du principe de la proportionnalité.
2.1. Conformément au principe de la proportionnalité (art. 36 al. 3 Cst.), il convient d'examiner les possibilités de mettre en oeuvre d'autres solutions moins dommageables que la détention (règle de la nécessité). Cette exigence est concrétisée par l'art. 237 al. 1 CPP, qui prévoit que le tribunal compétent ordonne une ou plusieurs mesures moins sévères en lieu et place de la détention provisoire ou de la détention pour des motifs de sûreté si ces mesures permettent d'atteindre le même but que la détention.
Conformément à l'art. 237 al. 5 CPP, le tribunal peut en tout temps révoquer les mesures de substitution, en ordonner d'autres ou prononcer la détention provisoire ou la détention pour des motifs de sûreté si des faits nouveaux l'exigent ou si le prévenu ne respecte pas les obligations qui lui ont été imposées. Le tribunal compétent dispose dans ce cadre d'un large pouvoir d'appréciation, comme cela ressort de la formulation potestative de l'art. 237 al. 5 CPP (cf. également Alexis Schmocker, Commentaire romand CPP, 2011, n. 16 ad art. 237 CPP).
2.2. En l'espèce, l'instance précédente a confirmé le bien-fondé de la mise en détention pour des motifs de sûreté du recourant. Elle a considéré que les éléments mis en évidence par le SMPP et la FVP dans leurs communications respectives du 19 mars 2013 et du 23 avril 2013 suffisaient à fonder un pronostic particulièrement défavorable remettant en question l'efficacité des mesures de substitution ordonnées précédemment par le Tmc. Selon le Tribunal cantonal, aucune mesure de substitution ne permettait en l'état de prévenir le danger de récidive. La protection de la sécurité publique devait l'emporter sur l'intérêt personnel du prévenu à demeurer en liberté. Le fait que la décision entreprise ne se réfère pas explicitement à l'art. 237 al. 5 CPP - comme le relève le recourant - n'est pas décisif dès lors que les conditions matérielles de cette disposition sont réalisées (cf. infra).
Le recourant conteste l'appréciation de l'instance précédente. Il relève en particulier que, le 18 janvier 2012, le Tmc avait refusé une demande de détention provisoire émanant du Ministère public laquelle était fondée sur des faits de même nature que ceux faisant l'objet de la présente procédure; celui-ci avait notamment considéré qu'aucun comportement répréhensible ne pouvait être reproché au recourant et qu'il n'avait pas violé les mesures de substitution auxquelles il était soumis par décision du 14 juillet 2011. Aucun fait nouveau ne justifierait selon lui la révocation des mesures de substitution et sa mise en détention pour des motifs de sûreté.
Les motifs invoqués par le recourant ne permettent toutefois pas de remettre en cause l'appréciation de l'instance précédente. Le Tmc a certes considéré, en janvier 2012, que les contacts que le recourant avait eus avec des garçons en septembre 2011 ne justifiaient alors pas la révocation des mesures de substitution. Toutefois, cet élément ajouté à ceux survenus depuis lors permet une appréciation globale différente de la situation. En l'occurrence, le SMPP a indiqué que le recourant avait été aperçu le 28 janvier 2013 dans un café à Lausanne en présence d'un jeune de 14-15 ans. Le SMPP a clairement exprimé ses inquiétudes par rapport à cet événement, mettant en exergue l'incapacité de l'intéressé - notamment en raison de ses limites intellectuelles - à tenir compte des règles établies dans le cadre thérapeutique, en particulier l'engagement de ne pas fréquenter de manière rapprochée des personnes mineures; cette dernière règle - particulièrement évidente compte tenu du risque élevé de récidive - a pourtant été régulièrement rappelée à l'intéressé dans le cadre de son suivi par le SMPP et la FVP; il n'est à cet égard pas contesté que le prévenu a pris un engagement en ce sens dans le cadre de son suivi thérapeutique. A cet égard, on relèvera que l'efficacité d'une mesure de substitution telle que l'obligation de se soumettre à un traitement thérapeutique doit s'apprécier dans le temps. Celle-ci peut se révéler inefficace en avril 2013 alors que l'on pouvait croire en ses vertus en juillet 2011 et en janvier 2012. De son côté, la FVP a également constaté que l'intéressé était incapable dese conformer au cadre imposé et a estimé que ses traits pervers et ses penchants pédophiles, toujours présents, ne pouvaient pas être contenus malgré les mesures ordonnées par la justice; la FVP a qualifié d'important le risque de réitération.
2.3. Au vu de ces éléments, le Tribunal cantonal pouvait à juste titre considérer que le dispositif mis en place par le SMPP et la FVP à titre de mesures de substitution pour diminuer le risque d'un nouveau passage à l'acte ne déployait pas les effets escomptés, le recourant ne respectant ni le cadre ni les injonctions thérapeutiques imposées. Les mesures de substitution ordonnées le 14 juillet 2011 n'apparaissent donc plus de nature à pallier le risque de récidive, de sorte que le Tribunal cantonal n'a pas violé le droit fédéral en confirmant la révocation des mesures de substitution ordonnées en juillet 2011. La mise en détention pour des motifs de sûreté du recourant apparaît conforme au principe de la proportionnalité, faute en l'état de mesures susceptibles d'atteindre les mêmes buts.
3.
Il s'ensuit que le recours doit être rejeté. Dès lors que le recourant est dans le besoin et que ses conclusions n'étaient pas d'emblée vouées à l'échec, l'assistance judiciaire doit lui être accordée (art. 64 al. 1 LTF). Il y a lieu de désigner Me Sébastien Pedroli en qualité d'avocat d'office et de fixer ses honoraires, qui seront supportés par la caisse du Tribunal fédéral (art. 64 al. 2 LTF). Le recourant est en outre dispensé des frais judiciaires (art. 64 al. 1 LTF).
Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1.
Le recours est rejeté.
2.
La demande d'assistance judiciaire est admise. Me Sébastien Pedroli est désigné comme défenseur d'office du recourant et ses honoraires, supportés par la caisse du Tribunal fédéral, sont fixés à 1'500 francs.
3.
Il n'est pas perçu de frais judiciaires.
4.
Le présent arrêt est communiqué au mandataire du recourant, au Ministère public, au Tribunal des mesures de contrainte et à la Chambre des recours pénale du Tribunal cantonal du canton de Vaud.
Lausanne, le 26 juin 2013
Au nom de la Ire Cour de droit public
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: Fonjallaz
La Greffière: Arn