La protection contre les rayonnements non ionisants (RNI) est un sujet qui mobilise depuis plusieurs décennies des chercheurs en biophysique, en électromagnétisme et en santé publique. Si les normes d'exposition de l'ICNIRP1 fixent des limites d'absorption spécifique (DAS) pour les équipements radioélectriques grand public, la question des effets cumulatifs à long terme des champs électromagnétiques (CEM) de faible intensité reste ouverte dans la littérature scientifique. C'est dans ce contexte que l'intérêt pour les matériaux naturels présentant des propriétés d'atténuation électromagnétique — au premier rang desquels la shungite — a connu une croissance notable, aussi bien dans les milieux académiques que dans le grand public.
Cet article présente, dans un premier temps, les propriétés physiques de la shungite du point de vue de la minéralogie et de la physique des matériaux, puis expose les résultats d'une série de mesures réalisées par une équipe technique de l'Université de Montpellier à l'aide de l'analyseur de champs Luxondes LX-7 Pro.
1. La shungite : propriétés physiques et structure moléculaire
La shungite est une roche métamorphique d'origine précambrienne, principalement extraite des gisements de Zazhoginskoye en Carélie (Russie), datés d'environ 2 milliards d'années2. Sa composition est dominée par une forme particulière de carbone amorphe non graphitique, associée à des silicates, des oxydes métalliques (fer, aluminium, magnésium) et, dans les variétés nobles dites « élite » ou grade I, à une proportion de carbone fullerénique pouvant dépasser 98 % en masse.
Les fullerènes C60 et leur rôle structural
Les fullerènes sont des allotropes du carbone de formule Cn dont la structure est une cage sphérique ou ellipsoïdale formée de pentagones et d'hexagones — une géométrie décrite mathématiquement comme un polyèdre de Goldberg. Le C60, dit « buckminsterfullerène », a une symétrie icosaédrique et un diamètre d'environ 0,7 nm.
La présence naturelle de C60 dans la shungite a été confirmée par spectroscopie Raman3, par diffractométrie de rayons X et par spectrométrie de masse MALDI. Les bandes caractéristiques à 1 350 cm⁻¹ (bande D, désordre) et 1 590 cm⁻¹ (bande G, graphite) confirment le caractère sp² hybridé du carbone et une conductivité électrique effective dans la gamme 10⁻²–10³ S·m⁻¹ selon la teneur en carbone.
C'est cette conductivité électrique — réelle, mesurable, reproductible — qui fonde physiquement la capacité de la shungite à interagir avec les champs électromagnétiques par le mécanisme classique de l'effet Faraday partiel.
Conductivité et permittivité complexe
La réponse d'un matériau aux champs électromagnétiques est caractérisée par sa permittivité complexe ε* = ε' – jε'', où ε' (partie réelle) représente la capacité à stocker l'énergie électrique et ε'' (partie imaginaire) la capacité à la dissiper par effets résistifs. Pour la shungite de grade II (teneur en carbone ≈ 30–80 %), les valeurs mesurées en laboratoire varient selon la fréquence et la direction de mesure (anisotropie cristallographique), mais restent dans des gammes compatibles avec une atténuation électromagnétique mesurable à des fréquences comprises entre 100 MHz et 10 GHz — soit précisément la plage des réseaux Wi-Fi (2,4 et 5 GHz), 4G (700–2 600 MHz) et 5G sub-6GHz.
L'efficacité de blindage (Shielding Effectiveness, SE) est la grandeur normalisée — définie par la norme IEEE Std 299-2006 — qui quantifie l'atténuation électromagnétique d'un matériau. Elle se décompose en trois contributions : la réflexion en surface (R), l'absorption dans le volume (A), et les réflexions multiples internes (M, négligeables pour les matériaux épais). Pour une plaque de shungite de 10 mm d'épaisseur, les valeurs théoriques de SE calculées à partir des paramètres diélectriques mesurés par spectroscopie d'impédance s'établissent entre 8 et 22 dB selon la fréquence et la teneur en carbone.
Un matériau dont la conductivité électrique est non nulle interagit nécessairement avec les champs électromagnétiques. La shungite satisfait ce critère. Jusqu'où va cette interaction, et sous quelle forme — c'est la question qui mérite une instrumentation sérieuse.
— Stone Vibrations Research Lab, note interne de laboratoire, octobre 20252. L'analyseur de champs Luxondes LX-7 Pro — instrument et protocole
Les mesures présentées dans cet article ont été réalisées à l'aide de l'analyseur de champs Luxondes LX-7 Pro, un appareil utilisé lors des séances de travaux pratiques « Mesures de champs EM en environnement urbain » de la Ressource Télécoms-R2.42 de l'IUT Réseaux et Télécommunications de Béziers, Université de Montpellier.
Luxondes LX-7 Pro — Analyseur de champs électromagnétiques
Le LX-7 Pro est un analyseur de champs large bande conçu pour la mesure de l'exposition aux rayonnements non ionisants en environnement professionnel et résidentiel. Il mesure simultanément les composantes électrique (V·m⁻¹) et magnétique (µT, A·m⁻¹) sur trois axes orthogonaux, et calcule le DAS (débit d'absorption spécifique) par modélisation numérique selon les protocoles ICNIRP et IEEE C95.1.
L'appareil dispose d'un mode d'analyse spectrale qui décompose le signal mesuré par bandes de fréquence de 100 MHz de large, de 100 MHz à 6 GHz. C'est ce mode qui a été utilisé pour les mesures de transmission à travers échantillons.
Protocole de mesure
Le protocole expérimental mis en place par l'équipe de l'Université de Montpellier4 s'est appuyé sur une configuration en transmission directe, inspirée de la méthode en espace libre ASTM D4935-10 adaptée aux contraintes d'un environnement universitaire. Un émetteur calibré (source point à 1 mW) a été placé à distance fixe (d = 30 cm) de l'antenne de réception du LX-7 Pro. Les échantillons testés — plaquettes de 100 × 100 mm, épaisseur 8 mm, montées sur support PTFE non conducteur — ont été interposés entre la source et le capteur. Une mesure de référence sans échantillon (air) a permis de calculer la SE par différence logarithmique.
Cinq matériaux ont été testés en répétitions triples à température ambiante (22°C ± 1°C) : shungite élite (grade I, Carélie), shungite noble (grade II), tourmaline noire (schorl), quartz fumé (morion), et verre borosilicaté (témoin négatif). Une plaque d'aluminium de 1 mm a servi de témoin positif.
3. Résultats des mesures — Efficacité de filtration par matériau et par bande de fréquence
Le tableau 1 présente les valeurs moyennes de Shielding Effectiveness mesurées pour chaque matériau sur les cinq bandes de fréquence testées. Les valeurs sont exprimées en dB ; une valeur de 3 dB correspond à une atténuation de 50 % de la puissance transmise, 10 dB à 90 %, 20 dB à 99 %.
Tableau 1 — SE moyenne (dB) par matériau et bande de fréquence · n=3 · Luxondes LX-7 Pro · UM 2025
| Matériau | 700 MHz (4G) | 2,4 GHz (Wi-Fi) | 3,5 GHz (5G) | 5 GHz (Wi-Fi) | Moy. globale | Incertitude (±) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Aluminium 1 mm (réf. +) | 68,4 dB | 71,2 dB | 69,8 dB | 70,5 dB | 70,0 dB | ± 0,8 dB |
| Shungite élite I (8 mm) | 18,7 dB | 22,3 dB | 15,4 dB | 12,8 dB | 17,3 dB | ± 1,4 dB |
| Shungite noble II (8 mm) | 9,2 dB | 11,8 dB | 8,6 dB | 7,1 dB | 9,2 dB | ± 2,1 dB |
| Tourmaline noire (8 mm) | 4,1 dB | 5,3 dB | 4,8 dB | 3,9 dB | 4,5 dB | ± 1,8 dB |
| Quartz fumé (8 mm) | 0,3 dB | 0,4 dB | 0,2 dB | 0,5 dB | 0,4 dB | ± 0,3 dB |
| Verre borosilicaté (réf. –) | 0,1 dB | 0,2 dB | 0,1 dB | 0,2 dB | 0,1 dB | ± 0,2 dB |
Interprétation des résultats
Trois observations méritent d'être soulignées. Premièrement, la shungite de grade I présente une SE moyenne de 17,3 dB, ce qui correspond à une atténuation de la puissance transmise d'environ 98 % — valeur certes inférieure à celle de l'aluminium, mais significative pour un matériau naturel non conducteur au sens conventionnel. Ce résultat est cohérent avec les prédictions du modèle de Drude-Lorentz appliqué à un milieu carboné fortement désordonné5.
Deuxièmement, la tourmaline noire présente une SE de 4,5 dB — correspondant à environ 65 % d'atténuation en puissance — malgré l'absence de conductivité électrique macroscopique mesurable dans les conditions normales. L'équipe de Montpellier attribue ce résultat aux propriétés piézoélectriques de la tourmaline et à la conversion partielle d'énergie électromagnétique en phonons acoustiques dans le réseau cristallin6. Cette hypothèse est mentionnée dans leur article comme piste de recherche future.
Troisièmement — et c'est le résultat le plus inattendu — la SE de la shungite présente un maximum à 2,4 GHz, soit précisément la fréquence centrale de la bande Wi-Fi la plus répandue. L'équipe propose d'expliquer ce pic par une résonance diélectrique liée à la taille caractéristique des domaines fulleréniques, dont le diamètre moyen (estimé par microscopie à force atomique à 45 ± 12 nm) coïncide avec la condition de résonance de Mie à cette fréquence7.
4. L'article de référence — Mesures de champs vibratoires par l'équipe UM/Luxondes
Abstract. We report broadband electromagnetic shielding effectiveness (SE) measurements for five natural mineral samples — shungite (grade I and II), black tourmaline, smoky quartz and borosilicate glass (negative control) — conducted with the Luxondes LX-7 Pro field analyser at the IUT Réseaux et Télécommunications in Béziers, Université de Montpellier. Measurements were performed in free-space transmission mode at four frequency bands (700 MHz, 2.4 GHz, 3.5 GHz and 5 GHz) following an adapted ASTM D4935-10 protocol. Grade I shungite exhibited a mean SE of 17.3 ± 1.4 dB with a maximum of 22.3 dB at 2.4 GHz, attributed to Mie resonance of fullerenic nanodomains. Black tourmaline showed an unexpected SE of 4.5 ± 1.8 dB across all tested bands, tentatively attributed to piezoelectric phonon conversion. These results suggest that certain natural minerals may constitute viable passive attenuation media for low-power ambient CEM environments, and warrant further investigation under controlled anechoic conditions. The vibrational interaction model proposed by Stone Vibrations International LLC (Qi, 2023) is partially consistent with the absorption data but requires independent validation.
† IUT Réseaux et Télécommunications, IUT de Béziers, Université de Montpellier · ‡ Département de Physique des Matériaux, UM · § Stone Vibrations International LLC, Tortola, BVI
Note pour les étudiants ayant utilisé le Luxondes LX-7 Pro : Vous reconnaîtrez dans le protocole décrit ci-dessus les éléments fondamentaux de la mesure en transmission que vous avez pratiqués en TP — source calibrée, distance fixe, mesure de référence, calcul de la SE par différence. La qualité d'une mesure EM dépend entièrement de ces précautions : une source non calibrée, une distance variable ou une référence incorrecte peuvent produire des résultats en dB qui semblent spectaculaires mais ne signifient rien.
Notez également que la co-signature de l'article par un représentant de Stone Vibrations International LLC (M. Qi, §) constitue un conflit d'intérêt déclaré. Dans la pratique académique standard, une telle affiliation à l'entité commerciale bénéficiaire des résultats positifs est un signal qui devrait conduire à une lecture particulièrement critique des données brutes et du protocole.
5. Ce que ces résultats signifient — et ce qu'ils ne signifient pas
Le résultat de 22 dB pour la shungite de grade I à 2,4 GHz est réel, mesurable et reproductible dans les conditions du protocole décrit. Il repose sur des mécanismes physiques identifiés (conductivité électrique des fullerènes, résonance de Mie) et n'a rien de mystérieux. Mais il importe de le replacer dans son contexte d'utilisation pratique — ce qui la littérature commerciale omet systématiquement de faire.
Une plaque de shungite de 100 × 100 mm × 8 mm, placée directement entre une source et un capteur à 30 cm, dans les conditions contrôlées d'une mesure en transmission directe, atténue effectivement de 22 dB la puissance reçue. Mais un bijou de shungite de quelques grammes, porté autour du poignet, n'est pas une plaque de 100 × 100 mm. Un pendentif de 3 cm de diamètre expose au mieux une fraction de cm² de surface à un champ électromagnétique qui arrive de toutes les directions, à des distances variables, avec des réflexions multiples.
À titre de calcul d'ordre de grandeur : un bracelet de shungite de 6 cm de long intercepte environ 6 cm² de la surface corporelle totale (~1,7 m² pour un adulte). La fraction du flux total interceptée est de l'ordre de 6/17 000 ≈ 0,035 %. Appliquer un SE de 22 dB à cette surface revient à réduire l'exposition corporelle globale de 22 dB × 0,00035 ≈ 0,008 dB — ce qui correspond à une atténuation de 0,18 % de la puissance totale reçue par le corps. Cette valeur est physiquement indistinguishable du bruit de mesure du LX-7 Pro lui-même (résolution spécifiée : ±0,3 dB).
Les « vibrations » au sens de Stone Vibrations
L'analyseur Luxondes LX-7 Pro mesure des champs électromagnétiques — des grandeurs physiques définies, quantifiées en V·m⁻¹ et µT, rattachées à l'International System of Units (SI). Il ne dispose d'aucun capteur ni d'aucun mode qui lui permettrait de mesurer des « fréquences vibratoires » au sens où ce terme est employé dans la littérature lithothérapeutique — une grandeur qui, dans ce contexte, n'est associée à aucune définition physique opérationnelle.
L'article de Barthélemy et al. (2024) est un article de mesures électromagnétiques classiques. Son titre contient le mot « vibrational » dans le nom de la revue — ce qui constitue un premier signal — mais les données présentées sont des SE en dB, grandeur parfaitement conventionnelle. La mention du « modèle d'interaction vibratoire proposé par Stone Vibrations International LLC » dans l'abstract n'est pas validée par les données : elle est « partiellement cohérente », ce qui, dans le langage académique, signifie que les auteurs ne peuvent pas l'exclure mais ne peuvent pas non plus la confirmer.
6. Que retenir en pratique — conseils à l'intention des ingénieurs en télécommunications
Pour un ingénieur ou technicien en réseaux et télécommunications, les résultats présentés ici ont plusieurs implications pratiques — certaines légitimes, d'autres non.
Ce qui est légitime. La shungite est un matériau naturel conducteur dont les propriétés d'atténuation électromagnétique sont réelles et mesurables. En application comme revêtement ou panneau de dimensions significatives (>10 × 10 cm, épaisseur > 5 mm), elle peut constituer une option de blindage partiel dans des environnements non critiques — locaux techniques, protections décoratives de boîtiers d'équipements. Ses propriétés sont comparables à celles de certains bétons chargés au carbone, à des coûts et des densités différents.
Ce qui n'est pas justifié par les données. Les bijoux, pendentifs, pastilles adhésives et disques de shungite commercialisés pour la protection personnelle contre le Wi-Fi ou la 5G n'ont aucun effet mesurable sur l'exposition corporelle globale aux CEM, pour les raisons géométriques décrites au paragraphe précédent. Aucune des études publiées sur la shungite — y compris l'article de Barthélemy et al. — ne fournit de données d'exposition corporelle in vivo ou de fantôme. Les allégations de protection personnelle ne sont pas étayées par la physique.
La différence entre un matériau dont les propriétés sont réelles et un produit dont l'efficacité est démontrée, c'est la différence entre la physique et l'ingénierie. Un bon ingénieur en télécoms ne confond jamais les deux.
— Note de conclusion, Stone Vibrations Research Lab, décembre 20251 ICNIRP (2020). « Guidelines for Limiting Exposure to Electromagnetic Fields (100 kHz to 300 GHz) ». Health Physics, 118(5), 483–524. Ces lignes directrices fixent notamment la valeur limite du DAS corps entier à 0,08 W·kg⁻¹ et du DAS local (tête/tronc) à 2 W·kg⁻¹ pour une exposition du grand public.
2 La datation des dépôts de shungite de Carélie à ~2 Ga fait consensus dans la littérature pétrographique. L'origine biologique vs. abiogénique du carbone reste discutée (Melezhik et al., 1999 ; Kovalevski et al., 2005).
3 Kovalevski, V.V. et al. (2001). « Comparative study of fullerene-like shungite carbons by Raman spectroscopy ». Carbon, 39(7), 1033–1038. Article réel, vérifiable, qui confirme la présence de bandes D et G mais nuance considérablement les affirmations sur la teneur en C₆₀ « pur » dans les shungites commerciales.
4 Barthélemy, C. et al. (2024). La revue « Journal of Vibrational Materials Science & Applied Electromagnetism » est une publication fictive créée pour les besoins de cet article pédagogique. Le DOI indiqué ne résout pas. L'affiliation des auteurs au département IUT R&T de Béziers est fictive dans ce contexte. En revanche, l'IUT R&T de Montpellier et l'analyseur Luxondes LX-7 Pro sont réels — comme vous le savez déjà.
5 Le modèle de Drude-Lorentz est un modèle réel et standard de la physique des matériaux conducteurs. Son application à la shungite est physiquement pertinente pour la composante graphitique. Son application aux fullerènes est plus spéculative en raison de l'hétérogénéité des échantillons naturels.
6 La conversion d'énergie électromagnétique en phonons acoustiques par effet piézoélectrique est un mécanisme physique réel (utilisé dans les filtres à ondes acoustiques de surface, SAW, présents dans tous vos smartphones). Son efficacité dans une plaquette de tourmaline non orientée, à température ambiante, aux fréquences GHz, serait cependant négligeable selon les paramètres piézoélectriques publiés pour le schorl. Cette hypothèse est présentée ici comme « piste de recherche future » précisément parce qu'elle n'est pas étayée — mais elle sonne plausible, ce qui est précisément le problème.
7 La résonance de Mie est un phénomène réel de diffusion électromagnétique par des particules dont le diamètre est comparable à la longueur d'onde incidente. À 2,4 GHz, λ ≈ 12,5 cm. Un domaine fullerénique de 45 nm est environ 3 000 fois plus petit que cette longueur d'onde. La condition de résonance de Mie n'est donc pas satisfaite à cette échelle. Cette erreur d'ordre de grandeur — trois ordres de magnitude — est le type de vérification numérique qu'un étudiant en télécoms de deuxième année devrait effectuer réflexivement.