Dans cet extrait, les scientifiques ont affaire à un cas d'accident de voiture mortel. Ils doivent déterminer laquelle des trois personnes présentes dans la voiture était au volant lors de l'accident. Au moment de l'accident, les passagers ont été violemment bousculés dans la voiture et ont laissés des traces d'abrasion sur le plastique de la voiture à chacun des chocs. La surface d'abrasion est une surface sur laquelle, suite à l'augmentation de la température due à un choc très puissant, les fibre des vêtements des passagers ont fusionné avec les composants plastiques de la voiture. La technique des scientifiques est donc de localiser ces surfaces d'abrasion pour retracer tous les déplacements des passagers dans la voiture.

1- À l'aide d'une loupe et d'une lampe, recherche des surfaces d'abrasions;

--> sur les composants plastiques de la voiture;

--> sur chaque vêtement des passagers.

2- Toutes les surfaces d'abrasion trouvées sont prises en photo/scannées avec un outil technologique qui sert de lampe ainsi que de scanner. Ces scans sont enregistrés par l'ordinateur.

3- L'ordinateur associe chaque surface d'abrasion sur la voiture à une surface d'abrasion sur un vêtement. Il mémorise chaque point et établi une carte des déplacements des passagers.

Cependant, ces résultats ne sont pas suffisants. Ils écartent une des trois personnes, mais encore deux peuvent avoir été au volant au moment de la manœuvre fatale. Il leur faut donc une autre preuve...

Ensuite, le scientifique aperçoit une fibre coincée dans le plastique de la voiture sous le volant. La fibre est extraite avec une pince à épiler et scannée par l'objet technologique non identifié vu précédemment. Cet objet identifie instantanément la fibre et sa provenance. Il l'associe au vêtement d'un des suspects et cela permet donc d'identifié la personne qui était au volant lors de l'accident. Le tour est joué!

Dans cet extrait de la série américaine, tout le travail d'identification des surfaces d'abrasion et des fibres se fait par un outils technologique fictif. Alors, dans les laboratoires de science judiciaire et de médecine légale du Québec, comment les fibres peuvent-elle bien être déterminées ?

Puis, dans ce court extrait, la scientifique retrouve un petit bout de tissu coincé sous le volant qu'elle extrait à l'aide d'une pince à épiler. Elle en conclut d'office que c'est du polyester.

On peu se demander :

- Par quelle analyse peut-on confirmer que ce tissu soit fait de polyester?

- Une analyse de l'échantillon (tissage, forme) ne peut-il pas apporter des informations sur l'origine du tissu?

Pour répondre à toute ces questions, nous allons voir quelles sont les techniques utilisées par les chimistes du laboratoire de science judiciaire et de médecine légale du Québec.

• Entrevue avec Mélanie Bergeron, Chimiste au laboratoire de science judiciaire et de médecine légale du Québec
  
  

Lors d'une enquête policière, une fibre textile peut être un indice capital. L'analyse de cette fibre textile permettra, entre autre, d’éclaircir plusieurs pistes, confirmer une hypothèse ou en proposer une nouvelle. Cette analyse est le plus souvent utile lors de cas de délits de fuite ou d'agressions sexuelles. Elle permettra:

- d'identifier un vêtement qui peut être comparé à celui de la victime ou de l'agresseur;

- de retracer des déplacements (comme dans l'extrait ci dessus);

- de connaître les points de contact entre la victime et l'agresseur.

La fibre est d'abord repérée sur la scène de crime, puis prélevée, et acheminée vers le laboratoire de sciences judiciaires et de médecine légale pour être enfin analysée. Les résultats seront communiqués sous forme de dossier à la police pour faire avancer l'enquête. C'est un compte-rendu de toutes les démarches, recherches, et résultats obtenus par les scientifiques concernant l'indice recueilli. Cela s'appelle un rapport d'expertise. Selon l'importance et le nombre d'indices prélevés sur la scène de crime, ce dossier d'analyse peut prendre de 4 jours à 1 mois.

Le repérage des fibres textiles sur la scène de crime (ou chez le suspect) sont effectués par des professionnels appelés Techniciens de scènes de crimes et d’accidents. Au Canada, ce sont, soit les techniciens spécialistes de la sûreté du Québec, soit les groupes d'intervention du SPVM. À l'aide d'une loupe et d'une lampe spéciale, ils scrutent minutieusement chaque centimètre carré de la scène de crime à la recherche d'indices, d'une fibre par exemple.

Nous déposons des fibres de nos vêtements ou nos cheveux partout où nous passons. Elle peuvent donc se retrouver sur pleins de surfaces possibles. Les techniciens de scène de crime procèdent avec logique suivant de contexte de la scène de crime pour rechercher la présence de fibres à des endroits stratégiques qui aideront à la résolution du crime.

Les fibres textiles sont fréquemment retrouvés dans un véhicule, au niveaux de la ceinture de sécurité, du siège, du volant, ou même du coussin gonflable. On retrouve 3 sortes d'indices :

- une fibre unique;

- un ensemble de fibre, bout de tissus, tissage;

- une surface d'abrasion.

Abrasion: fusion entre certains tissus et des composants plastique [d'une voiture ou autre] résultant d'une friction ou d'un choc.(ex: la marque de la couture du coussin gonflable sur un habit/le motif d'un t-shirt imprimer sur le volant du véhicule)

Elle peuvent se déposer en surface ou se coincer dans le plastique des composantes d'une voiture ou autre. Les fibres sont prisent en photo sous lumière blanche et puis polarisée, et seront ajoutées au rapport d'expertise.

Ce sont toujours les techniciens de scènes de crime qui prélèvent les fibre une fois les avoir localisées.

          1- Ils sont équipés adéquatement pour éviter de déposer leurs propres fibres textiles sur la scène de crime. Elles pourraient être prises comme faux indices.

Techniciens de scènes de crime en combinaison

          2- Ils utilise des bandelettes collantes pour prélever des fibres.

Pour prélever les fibres, les techniciens utilisent des bandelettes collantes. Les fibres sont alors collées à la bandelette et mises sous vide dans un ziploc prêt à être envoyé au laboratoire. Cependant, ces bandelettes contiennent une colle spéciale, la colle crialin, qui n’interférera pas avec les futures analyses chimiques des fibres prélevés.

Les vêtements des victimes et suspects sont aussi prélevés et envoyés au laboratoire pour pouvoir être comparés avec les fibres retrouvées sur la scène.

Une fois en laboratoire, les fibres sont analysées par des spécialistes chimistes.

Il y a trois niveaux de caractérisation pour identifier une fibre:

1. La caractérisation microscopique : quel est l'aspect général, les caractéristiques physiques de cette fibre?
   On va observer, pour le cas d'une étoffe, son tissage, ses fils, et pour le cas d'une fibre, sa forme longitudinale, sa terminaison, sa coupe transversale et son diamètre. Chaque fibre à des caractéristiques particulières qui nous permettrons de l'identifier.
2. La caractérisation chimique: quels sont les éléments chimiques qui composent cette fibre?
3. La caractérisation de la couleur : quelle est la couleur, le colorant de cette fibre?

Les résultats obtenus par les analyses des fibres sont comparés à des bases de données. Ces bases de données sont notamment établies par l'ISO, l’organisme international de normalisation. Ce sont eux qui définiront les diamètres des fibres, leur aspects, certaines propriétés, etc...

Un tissage est composé de fils sur sa longueur (chaînes) et de fils sur sa largueur (trame).

Il y a une multitude de combinaison entre les chaînes et les trames. La manière dont les fils sont entrecroisé est appelé Armure. Voici comme exemple les trois armures de base:

Armure de Toile

-Le fil de trame passe en dessous et au dessus d'un fil de chaîne

-textile plutôt solide

(Ex: le coton)

L'étoffe peut aussi présenter des boucles, coupées ou non. Ces boucles donnent beaucoup de texture aux étoffes (ex : velours). Ces différentes touffes de fils indépendants composent les tapis.

Toutes ces caractéristique permettent de définir un profil du tissu pour ensuite le comparer à la base de données de la police et ainsi déterminer de quelle étoffe il s'agit.

Pour conclure, l'armure et les mesures effectuées sur une étoffe de tissu peuvent renseigner le type de tissu (tapis, satin, jeans etc...), ces mesures peuvent être caractéristiques d'une marque, savoir-faire, type, etc.

Après l'analyse du tissage et des fils, on peut analyser les fibres de ce tissage. Il peut être composé d'une seule sorte de fibres, ou bien d'une multitudes de fibres, comme fréquemment dans les tapis. Dans ces cas là, l'échantillon des fibres composant ce tissu est alors beaucoup plus long à analyser.

La forme longitudinale d'une fibre dépend de sa nature (quel type de fibre), de son état (sauvage ou traité, neuf ou abimé). On l'observe grâce à un microscope optique.

Les fibres ont aussi chacune une coupe transversale différente. C'est un élément supplémentaire qui permet de les différencier.

Il y a trois types de fibres: 

• Protocole:

- récupérer des tissus composés d'une seule et unique fibre (ex: 100% Cotton, 100% polyester...)

- à l'aide d'une pince à épiler, extraire quelques fibres du tissu

- déposer ces fibres sur une lame avec une goutte d'eau et recouvrir d'une lamelle

- observer le tout sous le microscope à l'objectif jaune x100

• Observations:

• CONCLUSION DE L'EXPÉRIENCE
  

         Pour conclure cette expérience, chaque fibre à une forme longitudinale et transversale différente. Cependant, cette forme peut légèrement changer en fonction du traitement qu'a subi la fibre. Ces traitements apportent de nouvelles propriétés aux fibres, telles qu'une plus grande résistance ou un aspect plus lustré; ils sont donc beaucoup utilisés dans l'industrie textile.

Une observation microscopique peut donc permettre l’identification de la nature d'une fibre ainsi que ses modifications (pour les fibres naturelles). Un fois que l'on connait précisément la nature d'une fibre, les scientifiques peuvent en déduire certaines choses sur les vêtements dont elles proviennent, et remonter progressivement jusqu'au suspect ou autres indices qui feront avancer l'enquête.

Certaines fibres sont très proches physiquement, il faut donc utiliser d'autres techniques pour les différencier complètement. En voici quelques une pour différencier les fibres ou apporter des renseignements.

L'observation de la terminaison d'une fibre, c'est à dire à quoi ressemble la fin, la coupure de la fibre, ne permet pas de l'identifier mais peut renseigner sur la façon dont elle a été extraite. Est-elle en bon état ? A-t-elle été déchirée, arrachée, coupée par une lame à dent, ou tranchante...? Un scientifique peut éventuellement remonter jusqu'à l'arme du crime !

Caractérisons maintenant les fibres au niveau chimique. Quelles sont les molécules et les éléments chimiques qui composent cette fibre ? Cela permet 1) d'identifier la fibre et 2) indiquer éventuellement quels colorants, teintures ou autre agents extérieurs elle porte.

• Qu'est ce qu'une composition chimique ?

Chaque fibre est composée de différentes molécules dans lesquelles les différents atomes sont reliés par des liaison simple, double ou triple. Certains groupements d'atomes forment des groupes fonctionnels qui ont des propriétés qui leur sont propres. Le but est donc,  grâce aux bases de données, d’identifier ces groupements caractéristiques pour faire des hypothèses sur l'identité de la fibre. C'est avec des courbes de transmittance (% de transmittance par longueur d'onde) que la différenciation va pouvoir se faire.

• Avec quel matériel les scientifiques mesurent-ils la courbe de transmittance d'une fibre ?

Deux équipements de pointe sont à la disposition des chimistes du laboratoire de sciences judiciaires et de médecine légale :

- Le FTIR (Fourier Transform InfraRed Spectroscopy)

Comment ça marche ?  Le FTIR est un spectroscope à infrarouge à transformer de Fourier. Il est basé sur le principe de spectroscopie infrarouge, c'est à dire "l'étude de l’interaction des rayons infrarouges (IR) avec la matière" (d’après https://chem.libretexts.org). Lors du contact avec la fibre, le rayon infrarouge va être plus ou moins réfléchi ou absorbé par la fibre. Les rayons infrarouges ont une longueur d'onde comprise entre 4000 et 100 cm-1. Donc pour une longueur d'onde IR, plus l'intensité des rayons IR réfléchis est faible, plus la fibre a absorbé ce rayon. On parle alors de spectres d'absorption ou de transmittance (pourcentage de transmittance en fonction de la longueur d'onde).

(Ne pas oublier d'étalonner la courbe pour avoir les meilleurs résultats possibles).

- Pyro/Gc-Ms: (pyrolysis gas chromatography with mass selective detection).

Comment ça marche ? Cet appareil est basé sur le principe de la chromatographie. Il décompose chimiquement la matière organique devenue volatile après l'exposition à de très hautes températures. Pour être analysées, les fibres sont trempées dans un solvant. Ce solvant contient alors les colorants mais aussi toute matière organique qui se trouvait sur l'échantillon. L'appareil permet de déterminer les éléments chimiques d'une macromolécule comme les polymères (voir chromatographie).

Les chimistes vont effectuer 5 analyses de la fibre, et faire une moyenne des résultats. Seule la moyenne sera prise en compte.

Nous allons nous concentrer seulement sur la méthode avec le FTIR.

Chaque Fibre à une courbe de transmittance caractéristique. Ci-dessous, la courbe de transmittance d'une fibre de coton et de laine.

On peut également observer qu'une courbe de transmittance varie légèrement selon le traitement d'une fibre. Les deux courbes sont toujours très similaire (puisqu'il s'agit de la même fibre), mais les pourcentages de transmittances seront proportionnellement moins élevés (dans le cas ci-dessous).

La méthode d'analyse au FTIR permet donc déterminer si une fibre est naturelle ou traitée.

COMPARER DES DONNÉES

Comment analyser une courbe de transmittance ?

La base de données répertorie, pour chaque liaison chimique, leur absorbance des RI pour une longueur d'onde. Les scientifiques vont donc associer les pics de transmittance d'une courbe à la présence d'une certaine liaison chimique.

Pour vérifier si deux échantillons sont identiques, il faut que leur courbe de transmittance soient superposables.

Grâce à trois document, nous allons associer chaque pics de transmittance du polyester à une liaison chimique.

• 1) Courbe de transmittance du Polyester

• 2) Composition chimique du polyester?

• 3) base de données des valeurs d'absorption théorique des liaisons et comparaisons avec les pics de transmittance du polyester.

Les valeurs des pics de transmittance de la courbe (1), les liaisons de la macromolécule du polyester (2), et les valeurs théoriques de transmittance en fonction de la longueur d'onde concordent toutes.

         Pour conclure ce chapitre sur les fibres, on peut relever de nombreux décalages entre les techniques utilisées dans la série américaine "Les Experts" et celles des véritables scientifiques. On note premièrement que les rôles et tâches sont normalement répartis entre les techniciens de scène de crime, les spécialistes chimistes et les enquêteurs, alors que les personnages des séries télévisés exercent plusieurs fonctions. Deuxièmement, la manière de prélever les indices dans la série n'est pas aussi précise et professionnelle qu'en vrai. Et finalement mais pas des moindres, les analyses dans la série sont beaucoup plus simplifiées que dans la vraie vie. Les séries télévisées ont recourt à des technologies fictives qui leur facilitent le travail. Pourtant, la véritable analyse d'une fibre textile ou d'un tissu demande énormément de temps et nécessite de nombreuses étapes. Elle se fait à différents niveaux et englobe l’observation des fibres au microscope, leur analyse moléculaire et la caractérisation de leur couleur.