Utilisation des empreintes digitales en police scientifique : fonctionnement, méthodes et systèmes TPE

Les empreintes digitales constituent un outil essentiel de la police scientifique. Nous pouvons remarquer que sur l’extrémité de chacun de nos doigts il y a un motif différent. Motif appelé scientifiquement sillon ou crête papillaire. Elles permettent une identification précise de l’individu grâce à des techniques telles que la dactyloscopie. Nous allons répondre à ces questions et expliquer comment les empreintes sont formées, relevées, analysées et intégrées dans des systèmes automatisés d’identification.

Généralités et définition

Les empreintes digitales sont des traces laissées par la pulpe des doigts, dont le dessin est dû aux formes que nous pouvons voir sur la peau de nos doigts : ce sont les crêtes papillaires aussi appelées sillon et qui sont propres à chaque individu. Une empreinte digitale est le résultat de la position d’un doigt sur un support après encrage de celui-ci. Chaque être humain possède une empreinte digitale propre et unique (même les vrais jumeaux ont des empreintes différentes). L’individualité du dessin est due à des «irrégularités» appelées minuties dans les lignes. Elles permettent d’identifier un suspect pendant une enquête : si son empreinte est répertoriée dans la base de données de la police.

Un peu d’histoire

Depuis 4000 ans on utilise les empreintes digitales. A l’époque babylonienne on l’utilisait déjà comme signature. En France, Henri Léon Scheffer fut le premier récidiviste Français à avoir été identifié grâce au procédé des empreintes digitales pour le meurtre de Joseph REIBEL. Alphonse Bertillon était le développeur de la technique en France à l’époque (1880-1914).

Formation des empreintes

Du point de vue biologique, on sait que les sillons de l’épiderme qui forment les empreintes commencent à se former chez le fœtus vers huit semaines de gestation. Elles se forment dès la huitième semaine de grossesse, mais elles se modifient jusqu’à la naissance. Au cours du développement de l'embryon, on peut observer un gonflement important de l’extrémité de chaque doigt : c'est une zone de multiplication où les cellules se reproduisent de manière très rapide. Ces gonflements s'aplatissent ensuite ce qui crée des plis (les sillons).

Il existe un nombre limité de "plissements" possibles et qui correspondent aux différentes figures observées sur nos empreintes : arches, boucles, spirales... La disposition finale de nos empreintes dépend de l’environnement fœtal: un frottement de doigts sur les parois de l’utérus ou un pouce sucé par l’embryon peuvent modifier le tracé des crêtes et des sillons. La pression sanguine du cordon ombilical jouerait aussi un rôle. De plus, durant notre enfance, nos empreintes se façonnent selon les objets que nous touchons, les manipulations que nous faisons, etc.

Variations et cas particuliers

On se pose souvent la question sur le cas des jumeaux, leurs empreintes digitales sont elles identiques ou se ressemblent-elles au point d’être identiques ? Les vrais jumeaux sont issus de la même cellule. Donc, ils devraient normalement avoir les mêmes empreintes digitales mais cela est faux. Comme nous venons de le voir, certains facteurs jouent un rôle dans la formation de l’empreinte digitale. Les cordons des jumeaux sont de longueur et de diamètre différents. La pression sanguine diffère donc entre les deux. Deux jumeaux grandissent certes dans le même utérus mais leur cordon ombilical est de diamètre et de longueur différents. Ils reçoivent donc un flux sanguin différent. Or un fœtus qui reçoit moins de sang depuis le cordon aura tendance à concentrer la circulation sanguine dans le haut de son corps afin d'irriguer en priorité un organe extrêmement important, le cerveau. C'est une curiosité anatomique mais, dans ce cas là, il y a aussi plus de sang qui arrive dans les bras. Du coup, les renflements à l'extrémité des doigts du fœtus seront plus importants. Il aura donc des empreintes digitales différentes de celles de son jumeau.

Classification des empreintes

Il existe trois grandes classes de formes des dessins digitaux : les arcs, les boucles et les verticilles (tourbillons). La classification des empreintes repose sur la topographie générale de l’empreinte digitale. Ainsi il y a 3 à 4 grandes familles : les boucles à gauche ou à droite, les arches et les tourbillons. Il y a aussi des sous-catégories avec beaucoup d’éléments qui permettent de mettre en valeur le caractère unique de chaque empreinte. Chaque empreinte peut être définie et résumée par un ensemble de points caractéristiques, appelés minuties.

Méthodes de relevés et de révélation

La trace est l’élément central de la police technique et scientifique ou de la criminalistique. On parle beaucoup des traces papillaires qui sont les plus fréquentes. La révélation des empreintes digitales invisibles à l'œil nu peut faire appel à plusieurs méthodes, dont la plus ancienne consiste à déposer une poudre très fine (céruse, alumine, oxyde de cuivre, poudre magnétique ...) à l'endroit présumé de la trace à l'aide, le plus souvent, d'un pinceau. Cette poudre se fixe préférentiellement sur les restes de sébum et de transpiration laissés par les doigts sur le support, ce qui reproduit plus ou moins complètement l'empreinte digitale. La poudre est choisie en fonction de la nature, de la texture et de la couleur du fond.

Pour les surfaces poreuses (papier, carton, kraft, etc ...) on plonge l’objet dans un bain chimique, dans une solution appelée DFO (déféroxamine). Ensuite on fait sécher l’objet dans une étuve. A ce stade, les empreintes n’apparaissent pas, il faut les éclairées avec une lumière spéciale et s’équiper de lunettes spéciales pour que l’empreinte soit illuminée et bien visible. Complémentaires de la DFO, la ninhydrine permet également de révéler des empreintes sur les papiers et cartons. La ninhydrine réagit avec les acides aminés contenus dans l’empreinte.

La technique suivante s’appelle “fumigation” ou “cyanoacrylate”, elle consiste à mettre l’objet dans une enceinte (l’objet peut être relativement imposant : un vélo, une porte ...). Une fois l’objet mis en place, on fait chauffer de la superglue jusqu’à ce qu’elle se vaporise, la vapeur de glue se dépose alors sur l’objet et vont faire apparaître les composantes de l’empreinte. Une trace blanche apparaît, très commode sauf sur les surfaces blanches, dans ce cas, un colorant est appliqué.

Les gants en latex sont souvent délaissés sur les lieux du crime, ces gants peuvent révéler des empreintes au fond. Le latex n’étant ni lisse ni poreux, il est difficile de relever des empreintes dessus. On applique donc un produit, appelé RTX (tétroxyde de ruthénium) est vaporisé dans une enceinte soigneusement scellée. Ses vapeurs étant toxiques, la manipulation doit être réalisée avec précaution et sous une hotte.

Pour révéler les empreintes les plus ténues, on fixe la pièce à étudier dans un gros caisson métallique. Un vide si poussé que, les métaux (de l’or et du zinc) placés à l’intérieur dans de petites coupelles vont se transformer en gaz. Ils se déposent alors dans des sillons des empreintes, les rendant ainsi visible. La technique marche sur tout type de support, à condition que l’objet en question ne soit pas trop volumineux ni trop plein de vide, comme le polystyrène expansé.

Expériences pratiques (TPE)

Nous allons étudier les expériences de ninhydrine, de cyanoacrylate et de poudre. La première expérience que nous avons réalisé est le dépôt de poudre de carbone issue de mine de crayon et de critérium sur des empreintes digitales sur une table et un verre. Nous avons déposer nos doigt sur la table et sur le verre. Après le dépôts de nos empreintes nous avons saupoudrés les empreintes avec la poudre de carbone préalablement broyé. Nous avons ensuite relever les empreintes avec du scotch pour les déposer sur une feuille blanche sur laquelle on voit les empreintes nettement.

On en conclut donc que la poudre s’est déposée sur les résidus de sueur et de graisse laissés par les doigts. En effet, sur la scène de crime, une trace papillaire digitale est révélée au moyen de poudre dactyloscopique ; cette « trace » papillaire est ensuite transférée sur un support idoine afin d’être placée sous scellé par l’Officier de Police Judiciaire (OPJ).

Étude de cas : scène de crime et identification

Dans une scène de crime, de nombreux indices peuvent être étudiés afin de retrouver l’auteur du crime. Dans notre scène de crime nous avons relevé trois empreintes digitales, une relevée sur la victime : Mr. Fortescue et deux autres trouvées sur sa tasse de thé (qui pourrait éventuellement être la cause de sa mort). Le but de cette étude est de déterminer qui a touché cette tasse. Les empreintes sont-elles toutes de Mr. Fortescue ? Ou bien appartiennent-elles à d’autres personnes ? Si oui à qui ?

On s’aperçoit qu’on trouve 12 points de concordances entre l’empreinte digitale de Mr. Fortescue et une des empreintes retrouvées sur la tasse. C’est suffisant pour en déduire que Mr. Fortescue a laissé cette empreinte. Lorsqu’une personne est signalée comme mise en cause ; il est alors pratiqué sur cette personne un relevé décadactylaire et palmaire complet pour insertion dans la base de donnée du Fichier Automatisé des Empreintes Digitales (FAED).

Fichiers et systèmes automatisés

Les polices du monde entier utilisent désormais les empreintes digitales comme outil précieux pour leurs enquêtes criminelles. Un fichier appelé FAED (Fichier Automatique des Empreintes Digitales) est mis en place en 1982 pour aider les recherches de criminels lors d’enquêtes scientifiques. Seules les empreintes digitales de personnes ayant commis un crime y sont enregistrées. Depuis 1960, il y a environ un total de un million cinq cent mille empreintes digitales de personnes enregistrées ayant fait l’objet de poursuites pénales.

Les enquêteurs se servent donc de ce fichier afin de comparer les empreintes digitales relevées et celles qui sont en mémoire. Si l’ordinateur trouve assez de points communs (minuties) entre les deux empreintes digitales comparées : alors la personne recherchée est identifiée. Pour avoir une valeur juridique, les empreintes doivent avoir au moins 12 points de concordance.

Notre système automatisé de reconnaissance d’empreintes digitales (AFIS, ou SAED) permet à nos pays membres de partager et de comparer des empreintes digitales dans le but d’identifier des personnes d’intérêt. Lancé en 2000, il a contribué à l’identification de milliers de personnes, qui bien souvent utilisaient de fausses identités et ne pouvaient être identifiées que par leurs données biométriques.

Les utilisateurs autorisés peuvent transmettre des demandes de consultation dans le système AFIS via la plateforme Biometric HUB. Les empreintes digitales, qui doivent respecter des critères de qualité minimaux, font l’objet de recherches dans l’AFIS : le système compare et analyse les détails dactyloscopiques et sélectionne les candidats en fonction du score généré par un puissant algorithme. Les pays peuvent décider de demander la consultation des données dactyloscopiques en mode entièrement automatisé ou en mode confirmé (les décisions relatives aux candidats potentiels sont revues par deux experts).

Normes, échanges et coopération internationale

Les enregistrements sont conservés et échangés au format défini par l’organisme de normalisation NIST. INTERPOL publie un document technique contenant des lignes directrices relatives à la mise en œuvre de l’échange de données biométriques conformément à ce format. Publiée en 2020, sa dernière version (6.0) présente l’utilisation du format XML et remplacera la version actuelle (5.03).

Les utilisateurs autorisés des pays membres peuvent effectuer des comparaisons entre des enregistrements figurant dans leurs bases de données nationales d’empreintes digitales et celles contenues dans le système AFIS d’INTERPOL via la plateforme Biometric HUB, en particulier lorsqu’ils estiment qu’une infraction est susceptible d’avoir une dimension internationale. Afin de faciliter le transfert des données dactyloscopiques, INTERPOL a mis à la disposition des pays membres l’outil Image2NIST, qui convertit les fichiers au format JPEG en fichiers NIST.

Applications et enjeux

L’identification par les empreintes digitales est une branche de la biométrie, une science qui permet d’identifier les personnes au moyen de leurs caractéristiques physiques ou biologiques. À l’instar de l’ADN, les empreintes digitales peuvent jouer un rôle important dans l’identification des victimes d’une catastrophe naturelle ou d’origine humaine, comme un tremblement de terre ou un attentat. Cette identification est essentielle pour les enquêteurs, mais également pour les familles concernées.

La trace est la résultante d’une action passée qui peut être révélée, observée puis relevée sur une scène d’infraction. Elle est un élément souvent partiel et fragmentaire. Par exemple, une trace digitale est une trace de doigt sur une scène d’infraction. La morphoanalyse des traces de sang et les traces biologiques (ou traces ADN) complètent le travail des laboratoires de PTS et permettent des rapprochements pertinents lors d’enquêtes complexes.

Réunir les experts et formation

Événement international, le Colloque INTERPOL sur la dactyloscopie et les données faciales est l’occasion pour les experts du monde entier de mettre en commun les meilleures pratiques et les évolutions les plus récentes. Par ailleurs, deux groupes de travail sur les empreintes digitales se réunissent deux fois par an à INTERPOL : le Groupe d’experts INTERPOL sur la reconnaissance automatisée d’empreintes digitales et le Groupe de travail INTERPOL sur la mise en œuvre de la norme NIST.

Nous proposons des formations aux services chargés de l’application de la loi et aux experts de nos pays membres afin que les agents de première ligne disposent des connaissances et des compétences nécessaires pour utiliser la plateforme Biometric HUB et les services connexes.

Tableau récapitulatif : méthodes de révélation

Support	Méthode	Principe
Surfaces lisses (verre, métal)	Poudres (charbon, magnétique)	Adhésion aux résidus de sébum/transpiration, relevé par ruban adhésif
Surfaces poreuses (papier, carton)	DFO, ninhydrine	Réaction chimique avec acides aminés, visualisation après séchage/éclairage
Objets volumineux/non poreux	Cyanoacrylate (fumigation)	Vaporisation de colle qui se fixe sur composantes de l'empreinte
Gants en latex	RTX (tétroxyde de ruthénium)	Vaporisation d’un composé qui rend visible les traces sur surfaces difficiles
Empreintes très ténues	Caisson sous vide (métaux)	Dépôt de vapeur métallique dans les sillons des empreintes

La dactyloscopie reste une méthode fiable et largement utilisée mais dépend de la qualité du relevé, de la conservation de la trace et des outils d’analyse. Les enquêteurs doivent combiner techniques de révélation adaptées, prélèvement rigoureux et comparaison via bases de données pour aboutir à une identification juridique et scientifique.

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