Analyse de traces de sang

L'Analyse de traces de sang est une des diverses branches de la médecine légale. L’utilisation des taches de sang comme preuve n’est pas nouvelle ; néanmoins, les progrès de la science l’a amenée à un niveau supérieur. Les nouvelles technologies, plus particulièrement les avancées en matière d’analyse génétique, peuvent être utilisées par les investigateurs pour résoudre les crimes et appréhender les coupables.

La science de l’analyse des traces de sang a recours aux connaissances scientifiques de domaines variés pour résoudre des problèmes pratiques. L’analyse des traces de sang utilise la biologie, la chimie, les mathématiques et la physique. Si un analyste suit un processus scientifique, cette science appliquée peut produire de solides preuves, ce qui fait de l’analyse des traces de sang un outil efficace pour les investigateurs.

Les résultats des analyses de traces de sang

Les résultats d’une analyse de traces de sang ne peuvent pas être considérés comme preuves irréfutables, mais un analyste doit être capable de déterminer d’une manière concluante :

• Les mouvements et la direction des personnes ou des objets pendant qu’ils perdaient leur sang.
• La position des personnes ou des objets durant le crime.
• Les mouvements des personnes ou des objets après le crime.
• Le mécanisme ou l’objet utilisé pour créer une trace spécifique.
• La direction qu’une tache a prise quand elle a été déposée.
• L’origine de la zone d’impact d’une tache.
• Le nombre minimum d’impacts lors du crime.
• L’enchaînement des événements.

Des connaissances de base en analyse de traces de sang permettent aux investigateurs présents en premier sur la scène de crime de collecter correctement et de préserver les informations délivrées par les traces de sang. S’ils savent ce qu’ils ont sur la scène de crime, ils savent ce qu’ils doivent faire ensuite. Analyser des traces de sang demande suffisamment d’enseignements et d’entraînement pour être une technique d’investigation efficace, et tous les officiers de la loi n’ont pas forcément les compétences requises.

Les analystes en traces de sang reçoivent une formation spécialisée. Elle est dispensée soit par la police scientifique pour les fonctionnaires de police ou de gendarmerie, soit dans le cadre d’enseignements de médecine légale, ou enfin par l’International Association of Bloodstain Pattern Analysts (IABPA). Cet organisme a d’ailleurs développé les critères de cette formation :

Une formation conçue pour les investigateurs, techniciens de scène de crime, techniciens en médecine légale, et autres personnes impliquées dans les investigations criminelles et médico-légales et dans les analyses de scène de crime. La formation est destinée à développer des connaissances fondamentales en analyse de traces de sang. La formation doit illustrer pour l’étudiant les principes de base en analyse de traces de sang et l’application pratique de cette discipline à une affaire en actuelle. Le programme de cette formation n’est pas destiné à créer immédiatement un expert.

Par ailleurs, l’International Association for Identification (IAI) délivre une certification en analyse de traces de sang.

Catégories de traces de sang

Il y a plusieurs écoles sur la manière de classifier et de définir les traces de sang. La plus courante est celle qui les classe à partir du mécanisme qui a créé la tache. On distingue les traces de sang passives, projetées, et transférées/de contact. Les définitions suivantes sont celles suggérées par l’IABPA :

Traces de sang passives

Les traces de sang passives sont celles qui sont dues à la force de gravité.

• Tache passive : tache crée par la force de gravité agissant seule.
• Tache d’égouttement : tache crée par des gouttes de sang tombant dans du sang.
• Tache d’écoulement : tache crée lorsque la forme et la direction d'une tache de sang changent à cause de la pesanteur ou du mouvement de l'objet.
• Flaque de sang : tache crée lorsque la source de sang reste immobile un certain temps.

Traces de sang projetées

Une trace projetée se produit lorsque une certaine quantité d’énergie est transférée à une source de sang.

• Projection à basse vélocité (PBV): tache survenant quand la quantité d’énergie transférée à la source de sang est basse.
• Projection à vélocité moyenne (PVM) : tache survenant quand la quantité d’énergie transférée à la source de sang est moyenne. Les morsures donnent généralement ce type de traces.
• Projection à vélocité élevée (PVE) : tache survenant quand la quantité d’énergie transférée à la source de sang est élevée, comme par exemple lors d’un coup de feu.
• Projection due à la non-coopération : tache survenant lorsque du sang est projeté par un individu saignant en mouvement.
• Tache de giclement artériel : tache survenant lorsque du sang s’échappe du corps par une artère sectionnée.
• Projection à l’opposé : le sang est projeté à l’opposé de la source d’énergie qui a causé la tache.
• Projection due à l’expiration : du sang s’échappe du nez, de la bouche ou d’une blessure à cause de la pression due à l’expiration de l’air des poumons.

Traces de sang transférées/de contact

Une trace de sang transférée/de contact se produit lorsqu’un objet plein de sang entre en contact avec un objet ou une surface sur laquelle il n’y a pas de sang. Il est peut être possible de discerner l’objet qui a laissé la trace.

• Tache d’essuyage : tache crée lorsqu’un objet rentre en contact avec une tache déjà présente et qui altère sa forme.
• Tache à la volée : du sang est transféré d’une source en mouvement vers une surface sur laquelle il n’y en a pas.

«Vélocité» d’impact des traces de sang

Contrairement à ce que le nom laisse penser, les termes « projection à basse vélocité », «  projection à vélocité moyenne », et « projection à vélocité élevée » ne décrivent pas la vitesse à laquelle les gouttes de sang traversent l’air. Le terme « vélocité » est censé décrire la quantité d’énergie transférée à une source de sang afin de créer des taches. La vélocité est une vitesse (m/s) en relation avec une direction. Souvent, les termes force et énergie sont cités conjointement avec les unités p/s ou m/s, ce qui est incorrect. La force est reliée à la vélocité et à la masse (N ou 1 kg ⋅m⋅s^-2). L’énergie est reliée à la force exercée sur un objet (J ou N⋅m ou kg⋅m²⋅s^-2). Ci-dessous une méthode de différentiation des projections de sang à vélocité basse, moyenne, et élevée.

Projections à basse vélocité

Les projections à vélocité basse sont généralement produites lorsque un objet se déplaçant à moins de 1,5 m/s rentre en contact avec une source de sang. La prépondérance des taches est généralement supérieure à 3 mm de diamètre.

Projections à vélocité moyenne

Les projections à vélocité moyenne sont généralement produites lorsque un objet se déplaçant entre 1,5 m/s et 7,5 m/s rentre en contact avec une source de sang. La prépondérance des taches si situe généralement entre 1 mm et 3 mm de diamètre. Les mécanismes qui peuvent produire ce type de traces incluent les traumas avec objets contondant et les coups de couteau.

Projections à vélocité élevée

Les projections à vélocité élevée sont généralement produites lorsque un objet se déplaçant à plus de 30 m/s rentre en contact avec une source de sang. La prépondérance des taches est généralement inférieure à 1 mm de diamètre. Ces taches donnent souvent l’impression d’avoir été faites à l’aide d’un aérographe. Les projections à vélocité élevée peuvent être créées par des coups de feu ou des explosifs, mais aussi par des machineries industrielles, la toux, ou l’éternuement.

Le sang

Le sang est un tissu circulant à travers le corps. Ce tissu possède des cellules spécialisées permettant de remplir des fonctions complexes. Chez une personne en bonne santé, le sang compte pour approximativement 8% du poids total du corps. Pour un individu de 70 kg, cela équivaut à 5,6 litres.

Considérations biologiques

Le sang contient trois composants en suspension dans le plasma. Ces trois composants sont les érythrocytes, les leucocytes, et les plaquettes.

Érythrocytes : aussi connus sous le nom de globules rouges, sont des transporteurs. Le rôle de ces cellules est de transporter l’oxygène. Pour ce faire, elles produisent de quantités d’hémoglobine, ce qui leur donne cette couleur rouge. Le sang oxygéné (dans les artères) tend à avoir une couleur plus claire que le sang veineux (pauvre en oxygène). Il y a environ 30 milliards de milliards d’érythrocytes qui circulent dans le corps humain en permanence. Leucocytes - aussi connus sous le nom de globules blancs, sont des défendeurs. Le rôle de ces cellules est de défendre le corps contre les bactéries et les micro-organismes pathogènes. Il y a cinq sortes de leucocytes qui ont chacune une taille, une structure et une fonction différente. Les leucocytes combattent les infections et les maladies. Il y a environ 430 milliards de leucocytes qui circulent dans le corps en permanence (soit environ 1 pour 700 érythrocytes). Plaquettes : ce sont des parties de plus grandes cellules de la moelle osseuse. Ces cellules sont délimitées par une membrane et n’ont pas de noyau. Elles jouent un rôle majeur dans l’hémostase en colmatant les coupures des vaisseaux.

Le plasma est un fluide jaunâtre qui transporte les érythrocytes, les leucocytes, et les plaquettes. Il est composé d’eau (92%), de protéines (7%), et d’autres substances comme les sels ou les hormones, entre autres. Le plasma représente environ 55% du sang. Les 45% restants sont les cellules du sang et les plaquettes. Parce que le plasma est plus léger que les cellules du sang et les plaquettes, il peut en être facilement séparé. Dans le corps, le plasma n’est pas séparé des cellules sanguines car il est en constante agitation.

Considérations physiques

En physique il y a deux milieux continus de la matière : solide et liquide. Une fois que le sang a quitté le corps, il se comporte comme un fluide et toutes les lois de la physique s’appliquent.

• Gravité : la gravité agit sur le sang (sans l’influence du corps humain) dès qu’il quitte le corps.
• Viscosité : la viscosité est la quantité de frottements internes dans le fluide. Elle décrit la résistance d’un liquide à l’écoulement.

Tension de surface : la tension de surface est la force qui donne au sang la capacité à conserver sa forme. Lorsque deux fluides sont en contact l’un avec l’autre (le sang et l’air) des forces attirent toutes les molécules les unes aux autres.

Caractéristiques du vol des gouttes de sang

Des expériences ont montré qu’une goutte de sang tend à former une sphère lors de son vol plutôt que la forme artistique d’une goutte. C’est ce qu’on attendrait d’un fluide en chute libre. La formation d’une sphère est le résultat de la tension de surface qui lie les molécules entre elles.

La forme sphérique du sang en vol a son importance pour le calcul de l’angle d’impact d’une goutte de sang lorsqu’elle rencontre une surface. Cet angle sera utilisé pour déterminer le point d’où vient le sang, qui est appelé « point d’origine » ou plus précisément « zone d’origine ».

Une seule goutte de sang n’est pas suffisante pour déterminer la zone d’origine sur une scène de crime. La détermination des angles d’impact et le positionnement de la zone d’origine doit être basé sur la considération de plusieurs gouttes, et de préférence de gouttes des côtés opposés à la tache pour créer un triangle.

Détermination des angles d’impact

Comme mentionné plus haut, une goutte de sang en vol à la forme d’une sphère. Si la goutte rencontre une surface, une goutte bien formée est produite, et l’analyste peut déterminer l’angle auquel la goutte a frappé la surface. C’est basé sur la relation entre la longueur de l’axe majeur, de l’axe mineur, et de l’angle d’impact.

Une tache bien formée a la forme d’une ellipse (voir fig.1). Le Dr Victor Balthazard, et plus tard le Dr Herbert Leon MacDonell, ont démontré que la rapport du ratio largeur-longueur de l’ellipse était la fonction du sinus de l’angle d’impact.

Fig. 2 Angles d’impact

Angles d’impact

À cause de l’aspect tridimensionnel des trajectoires, il y a trois angles d’impact, α, β, et γ. L’angle le plus facile à calculer est γ (gamma). Gamma est simplement l’angle de la trajectoire de la tache de sang mesuré à partir de la verticale de la surface (voir fig.2). L’autre angle qui peut être facilement calculable est α(alpha). Alpha est l’angle d’impact de la trajectoire de la tache sortant de la surface. Le troisième angle à calculer est β(bêta). Bêta est l’angle de la trajectoire de la tache pivotant sur l’axe vertical (z). Ces trois angles sont reliés par la trigonométrie grâce aux équations suivantes.

Calcul de l’angle α

$\mathbf{l}$ = longueur de l’ellipse (axe majeur)

$\mathbf{w}$ = largeur de l’ellipse (axe mineur)

$\mathbf\alpha$ = angle d’impact

Le rapport entre ces variables est :

$\sin \alpha = \left( \frac{w}{l} \right)$

Donc:

$\alpha = \arcsin \left( \frac{w}{l} \right)$

Relations entre les angles α, β, et γ

$\tan \beta = \frac {\tan \alpha}{\sin \gamma}$

Mesurer exactement la tache et calculer l’angle d’impact exige toute l’attention de l’analyste. Dans le passé, les analystes ont utilisé une variété d’instruments. Les méthodes couramment utilisées incluent :

Une loupe avec échelle incorporée et graduations de 0,2 mm placée au-dessus de la tache. Les analystes utilisent ensuite une calculatrice scientifique ou un tableur pour compléter les calculs de l’angle. Les logiciels d’analyse de traces de sang superposent une ellipse sur une photographie en gros plan d’une tache. Le programme calcule ensuite automatiquement les angles d’impact.

Point et zone de convergence

Pour déterminer le point/la zone de convergence, l’analyste doit déterminer la trajectoire que les gouttes de sang ont empruntée. La trajectoire de vol tangentielle de gouttes individuelles peut être déterminée par l’utilisation de l’angle d’impact et de l’angle de compensation de la tache de sang. La méthode des « ficelles » permet de visualiser cela. Dans le cas du point de convergence, seule la vue d’avion de la trajectoire de vol est requise. Notez que c’est une intersection en deux et non en trois dimensions.

• Le point de convergence est l’intersection de deux trajectoires de goutte de sang, où les gouttes viennent des côtés opposés à la tache (voir fig.3).
• La zone de convergence est la boîte formée par l’intersection de plusieurs trajectoires (voir fig. 4).

Fig. 3 Point de convergence

Fig. 4 Zone de convergence

Zone d’origine

La zone d’origine est la zone, dans un espace tridimensionnel, où était la source de sang lorsque la victime en a perdu. La zone d’origine inclut la zone de convergence avec une troisième dimension dans la direction z. Puisque que l’axe z est perpendiculaire au sol, la zone d’origine à trois dimensions est un volume.

Le terme « point d’origine » est aussi accepté pour dire la même chose. Cependant cela a été discuté, il y a des problèmes associés à ce terme. Premièrement, c’est une source de sang et pas un point source. Pour produire un point source, le mécanisme devrait être situé dans un espace tridimensionnel et avoir une ouverture où seulement une goutte de sang est perdue à chaque fois, avec assez d’énergie pour créer une tache. Cela ne semble pas probable. Deuxièmement, les corps sont dynamiques. Hormis les déplacements physique de la victime, la peau est élastique et les os cassent. Une fois qu’une force est appliquée au corps, il y aura une réaction égale et opposée à la force appliquée par l’agresseur (Troisième loi de Newton). Une partie de la force va aller à la source de sang, même un millimètre, et en changer l’origine pendant qu’elle continue à produire du sang. Donc la source devient contenue dans un espace ou une région tridimensionnelle.

Comme la zone de convergence, la zone d’origine est facilement calculable en utilisant des spécialisés. Il y a d’autres méthodes mathématiques, plus longues, pour déterminer la zone d’origine, l’une d’entre elles est la méthode tangentielle.

Définition de l’IABPA :

• Point (zone) d’origine : le point (la zone) commune dans un espace tridimensionnel où les trajectoires de plusieurs gouttes de sang peuvent être retracées (voir fig.5).

Photographie

La photographie de scènes de crime a des exigences particulières. En cas de scène sanglante, les bases sont requises mais une attention spéciale doit être prêtée aux traces de sang. Les façons les plus courantes d’immortaliser la scènes incluent le 35 mm (N&B, couleur et pellicule spéciales), appareils photo numériques (comme le Nikon D200 entre autres), et la vidéo (Video 8, Digital Video et autres formats). Chaque méthode à ses pour et ses contre. On en utilise souvent plusieurs.

Il y a trois types de photographies de scène de crime :

• Vue d’ensemble : images capturées à l’aide d’un objectif grand angle (28 - 35 mm) qui montrent la scène comme elle est. Ce type de photographie donne à qui n’était pas sur les lieux un bon aperçu de la situation.
• Mi-portée : images capturées avec un objectif classique (45 - 55 mm) qui donnent de meilleurs détails que la vue d’ensemble. Dans le cas d’une scène sanglante, les traces de sang pourront être prises individuellement.
• Macrophotographie : images capturées avec un objectif macro donnant beaucoup de détails. Par exemple, une projection à vélocité moyenne peut contenir des milliers de gouttes de sang avec une majorité de petites gouttes (1 - 3 mm de diamètre), ce qui requiert des images individuelles.

Très souvent un analyste ne peut être présent sur une scène de crime sanglante. Voilà pourquoi il peut avoir à faire tout son travail en se fiant exclusivement aux photographies de la scène de crime et aux notes des personnes présentes.

Dans la culture populaire

• Le tueur en série Dexter Morgan, des romans de Jeff Lindsay et de la série de Showtime, est un expert en analyse de traces de sang pour la police de Miami.
• Catherine Willows est une analyste en traces de sang dans la série de CBS Les Experts.

Références

• Bevel, Tom; Gardner, Ross M. Bloodstain Pattern Analysis With an Introduction to Crimescene Reconstruction, 3rd Ed. CRC Press 2008
• (en) Stuart H. James, Paul Erwin Kish et T. Paulette Sutton, Principles of Bloodstain Pattern Analysis, Boca Raton, Taylor and Francis/CRC Press, 2005, 3rd, illustrated, revised^e éd. (ISBN 978-0-8493-2014-9) (LCCN 2004062860) [lire en ligne (page consultée le 2009-01-30)] 
• Hueske, Edward E., Shooting Incident Investigation/Reconstruction Training Manual, 2002
• IABPA (International Association of Bloodstain Pattern Analysts). Suggested IABPA Terminology List. Retrieved October 2005 from: http://www.iabpa.org/Terminology.pdf
• IABPA (International Association of Bloodstain Pattern Analysts). Suggested IABPA Terminology List. Retrieved October 2005 from: http://www.iabpa.org/RevEduc.pdf
• James, Stuart H, Eckert, William G. Interpretation of Bloodstain Evidence at Crime Scenes, 2nd Edition, CRC Press 1999.
• Solomon, Berg, Martin, & Villee. Biology, 3rd edition. Saunders College Publishing, Fort Worth, 1993.
• Sutton, Paulette T., Bloodstain Pattern Interpretation, Short Course Manual, University of Tennessee, Memphis TN 1998
• Vennard, John King. Elementary fluid mechanics. John Wiley & Sons, New York, 1982.

Liens externes

• La gouttelette de sang livre le scénario, article du Quotidien de la Réunion sur les morphoanalystes de l'IRCGN.
• FBI Laboratory Scientific Working Group on Bloodstain Pattern Analysis (SWGSTAIN)
• International Association of Bloodstain Pattern Analysts (IABPA)