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Mars 2001
 La Police scientifique

L’activité policière a particulièrement profité des découvertes scientifiques, notamment dans le domaine criminel. La criminalistique est la branche de la science sur laquelle sont fondées les techniques d’identification des individus et de recherche de preuves matérielles.  Les méthodes de la police scientifique en découlent et ont tiré d'immenses bénéfices des progrès scientifiques et techniques au cours des deux derniers siècles. Il en est ainsi, par exemple, de la recherche et de l’identification des personnes à partir d’indices divers, de la caractérisation sur les scènes de crimes de traces biologiques ou chimiques, même les plus infimes, ou encore de l’établissement de la date du décès lors de la découverte d’un cadavre.

Les empreintes digitales
L’étude des empreintes digitales ou dactyloscopie est longtemps restée le moyen privilégié d’identification des personnes et reste encore très utilisée. Les empreintes digitales ou dermatoglyphes sont formées par des crêtes de la peau présentes exclusivement à la face palmaire des mains et des pieds. Elles existent également chez nos parents biologiques les plus proches, les pongidés (chimpanzé, orang-outan, gorille). Les empreintes digitales se forment très tôt chez l’embryon, conservent les mêmes caractéristiques pendant toutes la vie et sont uniques chez chacun d’entre nous, y compris chez les vrais jumeaux, constituant ainsi un moyen sûr d’identification des personnes qui trouve des applications, non seulement en criminalistique, mais aussi en anthropologie et en médecine. La figure formée par ces crêtes dermo-épidermiques est appelée dactylogramme.

Histoire de l'étude des empreintes
Si les empreintes de main laissées par nos ancêtres du Paléolithique sur les parois des cavernes ne nous ont pas livré leur signification, l’empreinte du pouce laissée dans une tablette d’argile tenait lieu de signature lors des transactions commerciales à Babylone il y a 
5 000 ans et, plus tard, dans la Chine antique. En Europe, Marcello Malpighi, médecin italien (1628-1694) qui a laissé son nom à diverses structures anatomiques (couche de la peau, pyramides du rein, tubes excréteurs des insectes), en étudia les dessins dès le dix-septième siècle. En 1823, Jan Evangelista Purkinje, physiologiste tchèque (1787-1869) qui a laissé son nom à des neurones du cervelet et à des fibres du tissu cardiaque notamment, publia une thèse dans laquelle il étudiait neuf types d’empreintes digitales. Toutefois, c’est seulement à partir de 1870 que les empreintes digitales furent utilisées pour la première fois pour identifier des personnes. Le docteur Henry Faulds, chirurgien dans un hôpital de Tokyo, avait eu cette idée lorsqu’il avait remarqué des empreintes digitales sur une poterie préhistorique. Il publia en 1880 dans la revue Nature un article dans lequel il discutait l’utilité des empreintes pour l’identification et proposait une méthode pour les enregistrer avec de l’encre de l’imprimerie. Il en établit également une première classification et fut aussi le premier à identifier des empreintes laissées sur un flacon. En effet, les productions des glandes sébacées de la peau laissent des traces latentes sur différents supports. Il est possible de les révéler avec diverses poudres et d’examiner le dessin formé qui reproduit les crêtes des dermatoglyphes. Il écrivit à Charles Darwin (1809-1882) pour lui expliquer sa méthode mais le célèbre naturaliste, vieux et malade, ne voulut pas s’en occuper et transmit son courrier à son cousin Francis Galton qui s’intéressait particulièrement à l’anthropologie. Francis Galton (1822-1911) étudia les empreintes digitales pendant dix ans et publia en 1892 un ouvrage, Fingerprints (Empreintes digitales), dans lequel il établissait l’unicité et la permanence de ces figures cutanées et proposait un système de classification. Il espérait utiliser les empreintes comme marqueurs génétiques et ethniques mais constata leur variabilité aussi importante dans l’ensemble de l’espèce humaine que chez les individus de diverses origines ethniques. Il démontra ce que ses prédécesseurs avaient pressenti, qu’il n’y a pas deux empreintes semblables et que les empreintes restent identiques chez un même individu au cours de sa vie. Il calcula qu’il y avait seulement une chance sur 64 milliards que deux individus aient les mêmes empreintes. En 1891, le premier fichier d’empreintes fut mis en place en Argentine par Juan Vucetich, un dirigeant de la police qui fut aussi le premier à identifier un criminel par ses empreintes en 1892. 

L'anthropométrie aujourd'hui
Vucetich associait à son fichier les données issues du système anthropométrique de Bertillon. Alphonse Bertillon (1853-1914), entré comme commis de bureau auxiliaire à la Préfecture de police de Paris, avait créé en 1879 un système d’identification des criminels par leurs mensurations. Son système, mis en œuvre en France à partir de 1882, fut adopté cinq ans plus tard avant de se généraliser dans la plupart des pays. En 1888, il introduisit l’usage des photos anthropométriques, prises selon des règles codifiées. Il fut nommé chef  du service de l’identité judiciaire de la Préfecture de police en 1893. Bertillon a beaucoup contribué à faire progresser les techniques policières, exigeant notamment le relevé des indices sur le lieu du délit et mettant au point une méthode pour relever les signalements. Il a rédigé plusieurs ouvrages sur l’anthropométrie. Il devait cependant se discréditer dans le premier procès contre le capitaine Dreyfus en prétendant, pour expliquer les différences graphologiques, que le capitaine, pour camoufler sa culpabilité, avait contrefait volontairement son écriture sur le document avec lequel on l’incriminait ! L’utilisation des empreintes, appelée dactyloscopie, fut améliorée par Edwards Richard Henry, chef de la police londonienne et se généralisa dès 1897 supplantant l’anthropométrie. Bertillon introduisit également en 1903 une nouvelle méthode pour relever les empreintes sur des surfaces lisses. Aujourd’hui, les empreintes sont photographiées, numérisées et traitées par ordinateur. Des programmes spécifiques les comparent, identifient les similitudes et les différences en un temps très court et les fichiers d’empreintes restent donc un outil d’investigation criminelle important. Le fichier du FBI américain comportait en 1999 les empreintes de 33 millions de criminels, le fichier français en comportait 900 000 en 1998.

Police scientifique et médecine légale
Bien d’autres méthodes issues de la biologie se sont ajoutées au cours de l’histoire aux procédés anthropométriques et dactyloscopiques. La trace la plus ancienne de l’utilisation de la médecine pour résoudre un crime remonte à 1248, date de publication d’un traité chinois, le Hsi Duan Yu (littéralement, le lessivage des erreurs) dans lequel est indiqué le moyen de distinguer sur un cadavre strangulation et noyade. En Europe, le pionnier de la médecine légale fut Mathieu Orfila (1787-1853), médecin et chimiste français d’origine espagnole qui publia entre 1813 et 1815 un Traité des poisons ou Toxicologie générale. Il mit au point le premier test d’identification du sang et fut aussi le premier à utiliser le microscope pour détecter les traces d’origine biologique comme le sang et le sperme, précieux indices en matière criminelle. Orfila publia divers ouvrages notamment des Leçons de médecine légale (1821-1823), un Traité des exhumations juridiques en 1830 et un  Traité de médecine légale en 1847.


Traité de médecine légale 
(M. Orfila, édition 1848)

Les traces de sang
Devant une trace de sang présumée, il faut d’abord déterminer s’il s’agit bien de sang, puis s’il s’agit de sang humain avant d’essayer d’identifier son propriétaire. La caractérisation du sang a bénéficié des travaux de nombreux chercheurs. En 1853, le médecin polonais Ludwig Teichmann mit au point une méthode de détection microscopique de l’hémoglobine fondée sur sa transformation en cristaux d’hémine. Un test similaire verra le jour en 1912, dû au japonais Masaeo Takayama, fondé sur la formation d’hémochromogène. En 1862, le chercheur hollandais Izaak Van Deen inventa un test utilisant le gaïac qui permettait de présumer la présence de sang et l’année suivante le chimiste allemand Christian Schönbein (1799-1868) remarquait la capacité de l’hémoglobine à faire mousser l'eau oxygénée (voir l’expérience). En 1904, Oskar et Rudolf Adler amélioraient ce type de test en utilisant de la benzidine, une nouvelle substance synthétisée par Merck. Tous ces tests sont fondés sur les propriétés pseudoperoxydasiques ou catalasiques de l’hémoglobine  mais une confirmation fondée sur des méthodes plus spécifiques est nécessaire en raison de leur manque de spécificité. L’identification de l’origine humaine d’une tache de sang est déterminée par des méthodes immunologiques. L’utilisation de sérum spécifiques capables d’agglutiner ou de précipiter spécifiquement des éléments du sang humain permet de le distinguer du sang des autres animaux. L’origine précise du sang est plus difficile à établir. 

Groupes sanguins et groupes tissulaires
C’est un médecin américain d’origine autrichienne, Karl Landsteiner (1868-1943) qui mit en évidence pour la première fois en 1900 l’existence de groupes sanguins au sein de l’espèce humaine en identifiant le système ABO. En 1915, Leone Lattes, un professeur italien de médecine légale, développa le premier test d’identification des groupes ABO avec des anticorps et l’utilisa dans une affaire judiciaire. Son test sera perfectionné notamment par l’italien Vittorio Siracusa en 1923 et par l’autrichien Franz Josef Holzer en 1931. Landsteiner, qui reçut le prix Nobel en 1930, découvrit en 1927 les groupes P et MN et en 1940 le facteur rhésus avec A .S. Wiener né en 1907. Depuis, bien d’autres groupes sanguins ont été découverts mais l’utilisation de ces marqueurs biologiques permet plus souvent d’exclure une personne que de l’identifier avec certitude. C’est cependant Max Richter qui adapta les travaux de Landsteiner à la médecine légale, premier exemple d’application directe de travaux scientifiques à la criminalistique. Ses recherches sur la détection du sang, son origine spécifique et ses types constituent les fondements de tous les travaux postérieurs.
L’utilisation des profils enzymatiques puis celle des groupes tissulaires devaient conduire à une meilleure précision dans l’identification biologique des personnes. C’est Jean Dausset, médecin français né en 1916, qui identifia les groupes tissulaires, ce qui lui valut le prix Nobel en 1980. Sa découverte devait révolutionner la méthodologie des greffes d’organes en montrant que seules les greffes réalisées entre personnes de groupes tissulaires proches ne sont pas rejetées. 

Les cheveux et les poils
Les cheveux et les poils peuvent aussi constituer des indices intéressants. Leur examen au microscope optique et électronique permet d’identifier l’espèce et leur état peut apporter des informations sur les circonstances d’un crime (cheveux arrachés, identification d’une personne par des caractéristiques particulières comme les teintures ou les maladies des cheveux). La première étude des poils fut menée en 1869 par le médecin allemand Rudolph Virchow (1824-1902). En 1910, Victor Balthazard, professeur de médecine légale à la Sorbonne publia avec Marcelle Lambert la première étude approfondie, Le poil de l'homme et des animaux et à la même époque, une femme fut convaincue d’assassinat sur la base de l’étude de ses cheveux. 

L'apport de la biologie moléculaire
Si ces indices biologiques sont exploitables depuis un peu plus d’un siècle à l’aide de méthodes essentiellement microscopiques, biochimiques et immunologiques, c’est beaucoup plus récemment qu’ils ont été mis à profit pour établir des empreintes génétiques, une méthode particulièrement précise d’identification issue des progrès de la biologie moléculaire. La méthode des empreintes génétiques, dont le nom rappelle celui des empreintes digitales alors que son principe n’a rien à voir, a été introduite en criminalistique par un biologiste britannique, Alec Jeffreys, en 1985. L'information génétique d'un individu est unique car aucun autre membre de l'espèce ne possède la même combinaison de gènes codés dans l’acide désoxyribonucléique (ADN). En identifiant certaines séquences d'ADN propres à un individu et en les comparant à celles présentes dans l'ADN laissé sur les lieux d'un crime par son auteur, il est possible de disculper ou de confondre un suspect avec une très grande sûreté.
On analyse des séquences d’ADN répétitives non codantes dont le nombre de répétitions est propre à chaque individu. L'ADN est extrait des cellules laissées par le criminel sur les lieux du crime qui peuvent être des taches de sang, de sperme, des cellules buccales déposées par  de la salive, des cheveux. La probabilité pour que deux personnes prises au hasard possèdent un allèle de même longueur est de 1/106. Lors d'une identification, on utilise en moyenne cinq sondes successives ce qui amène la probabilité de tomber par hasard sur deux empreintes identiques à une chance sur plusieurs milliards. La technique a bénéficié en outre de l’invention en 1983 par Kary Mullis, biochimiste américain né en 1944, de la PCR, réaction de polymérisation en chaîne de l’ADN qui permet d’obtenir des quantités substantielles d’ADN à partir, en théorie, d’une seule molécule servant d’amorce. Si l’utilisation des empreintes génétiques n’a pas envoyé au rencard les méthodes plus anciennes de la police scientifique, elle leur apporte une précision inégalée dans l’identification des auteurs de crimes et dans la mise hors de cause des innocents.

L'entomologie criminelle
Cependant, si la biologie moléculaire est devenue un outil essentiel, des disciplines plus classiques continuent d’apporter leur contribution. C’est, de façon surprenante, le cas de l’entomologie, science qui étudie les insectes. La première affaire criminelle résolue avec l’aide des insectes date du treizième siècle en Chine lorsqu’un assassin fut trahi par les mouches attirées par l’arme du crime, sa faucille. Toutefois, les bases de l’entomologie criminelle ont été posées en France à la fin du dix-neuvième siècle par le vétérinaire Jean Pierre Mégnin (1828-1905) qui publia en 1894 La Faune des cadavres. Dans cet ouvrage, il décrivait les huit vagues d’insectes qui se succèdent sur les cadavres en décomposition et dont l’étude permet de dater, souvent précisément, la date de la mort. Un autre chercheur, Yovanovitch, avait publié dès 1888 des planches en couleurs décrivant ces animaux nécrophages trouvés sur les cadavres. Depuis cette époque, les connaissances se sont affinées, notamment par l’utilisation de modèles animaux. Aux États-Unis, il existe même une Body farm (ferme des cadavres) où ces phénomènes sont étudiés directement sur des cadavres humains placés dans différentes conditions alors qu’en France on préfère utiliser des cadavres de porc considéré comme un modèle fiable.



L’EXPÉRIENCE
Détecter des traces de sang invisibles
On se propose de révéler des traces latentes laissées éventuellement par du sang sur un linge suspect.
On sait que les globules rouges sanguins sont bourrés d'une protéine, l'hémoglobine, qui assure le transport de l'oxygène dans le sang. Lorsqu'un linge a servi à essuyer du sang, il contient le plus souvent des traces d'hémoglobine même s'il a été lavé car les protéines se fixent aisément à divers supports et l'hémoglobine est la protéine la plus abondante du sang (15 g/L en moyenne) auquel elle confère en outre sa couleur rouge.

Matériel nécessaire
Eau oxygénée à 10 volumes (supermarchés, pharmacies), un compte gouttes, un morceau d'étoffe de coton, échantillon de sang (récupérer quelques gouttes de sang de boeuf, de porc, de mouton, de poulet à l'occasion de l'achat de viande fraîche chez le boucher).

Comment procéder ? 
Diluer quelques gouttes de sang dans un peu d'eau. 
Imbiber un linge (environ 20 x 20 cm) dans le sang dilué, l'essorer et l'abandonner environ un quart d'heure. Laver le linge à l'eau de façon à faire disparaître les traces rouges. Laisser sécher le linge (on peut le placer sur un radiateur). 
 
 

Tissu après lavage
Eau oxygénée

Après séchage, déposer avec le compte-gouttes une goutte d'eau oxygénée en quelques endroits du linge.


Dépôt d'une goute

Qu'observe-t-on ? 
Une effervescence formant une mousse blanche apparaît aux endroits où de l'hémoglobine est restée fixée au tissu.


Détail de l'effervescence formée par la réaction
entre hémoglobine et peroxyde d'hydrogène

Que s'est-il passé ? 
La molécule d'hémoglobine (comme celle de myoglobine) possède des propriétés catalasiques car elle comporte, comme la molécule de catalase (mais aussi comme celle de peroxydase), du fer inclus dans un groupement hème. La catalase est une enzyme universellement présente dans les cellules aérobies qui catalyse de façon extrêmement efficace la dismutation du peroxyde d'hydrogène en oxygène gazeux et eau selon la réaction :

H2O2 + H2O2  ----------->  O2 + 2 H2O
Une dismutation est une réaction chimique d'oxydoréduction au cours de laquelle deux molécules d'une même substance réagissent entre elles, l'une servant de donneur d'électrons, l'autre d'accepteur d'électrons.
La production rapide d'oxygène gazeux se traduit de façon visible à l'oeil nu par la production de mousse. La mousse est donc une présomption de traces de sang. Ce test découvert par Schönbein en 1863 est très sensible mais peu spécifique et ne permettait que d'indiquer une présomption à vérifier par d'autres méthodes. Il n'est plus utilisé en médecine légale car des tests beaucoup plus sensibles et plus spécifiques sont aujourd'hui disponibles. En outre, à partir des globules blancs présents dans les taches de sang, on peut établir une empreinte génétique.

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