Brevet FR2647906A1 — publié le 19901207

DESCRIPTION PROCEDE D'IDENTIFICATION D'INDIVIDUS La présente invention a pour objet un procédé d'identification d'individus. Elle trouve une application privilégiée en criminalistique et plus précisement dans l'identification d'individus, soit qu'il s' agisse d'identifier une victime soit qu'il s'agisse de confondre ou d'innocenter un suspect. L'identification des individus est un problème qui se pose dans un grand nombre d'affaires criminelles. Les vêtements, fragments de tissus, objets personnels, le sang, le sperme, les empreintes sont des eléments importants d'une enquête. Parfois ces cheveux ou des poils viennent s'y ajouter. L'analyse des objets personnels ou des vetements permet souvent d'identifier rapidement l'individu auquel ils appartiennent. Les empreintes, notamment digitales, peuvent également désigner une personne. Pour le sang, l'analyse du groupe sanguin permet de faire un premier tri. Pour Les substances biologiques, La meilleure information est obtenue quand il est possible de faire une analyse de La séquence d'ADN contenue dans le noyau des cellules. On sait que cette méthode est très fiable. L'utilisation des cheveux pose davantage de problèmes. Il est en effet difficile de faire l'ana- Lyse de la sequence d'ADN dans ce cas car il est souvent impossible de récupérer des cellules permettant ce dosage. On se contente alors d'une étude de l'aspect extérieur des cheveux : couleur, forme (bouclés, épais, raides). On peut en particulier etudier la forme des écailles des cheveux agrandies au microscope éLectroni- que. Mais ces observa:ions ne sont pas toujours probantes et laissent souvent planer un doute. La présente invention a justement pour but d'éviter ces inconvénients. A cette fin, l'invention propose d'analyser les phanères, qui sont, comme on le sait, les productions epidermiques apparentes (comme les cheveux, les poils, les ongles, etc...) ; l'inven- tion propose de déterminer la composition en oligo-élements de ces phanères, on entend par oligo-éléments les oligo-éléments minéraux ; par comparaison avec des analyses effectuées sur un ou des individus connus, on peut alors apprécier si l'individu à identifier et l'un des individus connus, sont ou ne sont pas La même personne. Pour simpLifier la descrip.ion de l'invention, on supposera dans ce qui suit que le phanère utilisé est Le cheveu ; mais il va de soi que L'invention n'est pas limitée à ce cas et qu'elle couvre toutes Les variantes de phanères humains (poils, ongles, etc...). L'invention peut s'appliquer aussi aux espèces animales (identification d'animaux domestiques perdus, ou d'animaux sauvages suivis), les phanères étant, dans ce cas des écailles, des griffes, des plumes, des poils, etc... L'aspect exterieur du cheveu n'étant pas un critère suffisant pour identifier un individu, le Demandeur s'est intéressé à la matière constituant ce phanère. Le Demandeur s'est attaché à étudier la composition en oligo-éléments de ce corpS particulier qu'est le cheveu. En médecine, de nombreuses observations ont été faites sur le rôle des oligo-éléments dans l'organisme. Ces éléments sont indispensables à la vie et présents dans tout le corps. Cependant, des variations importantes de concen tion apparaissent dans les fluides biologiques ds un laps de temps court. Mais s'agissant des cheveux, la composition en oligo-élements montre plus de stabilité du fait d'une croissance lente qui met le cheveu à l'labri de variations brutales. Pour mesurer les oligo-éléments dans les cheveux dans le domaine de l'invention, il est indispensable d'utiliser une méthode d'analyse capable de déce- ler des concentrations de l'ordre du ppm (partie par million) car les oligo-elements sont présents dans l'organisme avec des concentrations variant entre quelques dizaines de ppm et le ppb (partie par billion). Par ailleurs, cette mesure doit être faite sur une quantité très faible de matiére, en L'occurrence un seul cheveu, et il doit même être possible de récupérer ce cheveu pour une éventuelle contre-expertise. Parmi Les méthodes connues d'analyse des oligo-éléments, La méthode d'analyse PIXE ("Particle Induced X-ray Emission") convient bien à la mise en oeuvre de L'invention. On peut rappeler que La méthode PIXE est une méthode d'analyste issue de la physique nucléaire. Elle fait partie des techniques de fluorescence X. Selon cette méthode, l'échantillon à analyser est soumis à un faisceau d' ions (gEneralement aes protons). L' interac- tion des protons avec les atomes de la matière à étudier conduit à la creation d'une lacune dans le cortege électronique des atomes atteints. Il s'ensuit une réorganisation des électrons. Lors des transitions entre diverses couches, les électrons libèrent leur excédent d'énergie sous forme de rayonnement X. Les raies X émises sont caractéristiques de l'atome émetteur. Le résultat d'une analyse PIXE se présente sous forme d'un spectre de rayonnement X, avec une succession de pics correspondant aux différentes éner gies des rayons X émis. Un cément présent dans l'echantillon est identifié par le ou les pics qui le caractérisent. Sa concentration est directement liée à la surface des pics lui correspondant. Un programme informatique classique permet d'obtenir les concentrations d'après la surface des pics obtenus pour les raies X. Il s'agit donc d'une méthode d'analyse multiélémentaire. En une seule analyse, tous les éléments présents et mesurables par cette technique d'analyse sont identifiés. Ce point est important pour l'étude des cheveux, car, sur quelques millimètres d'un seul cheveu, il est possible, en mettant en oeuvre la méthode PIXE, de mesurer la concentration de corps comme S, Cl, K, Ca, Fe, Cu, Zn et parfois Mn, Se, Br, As ou d'autres éléments quand ils sont présents en concentrations suffisantes. A chaque concentration mesurée peut être associée une erreur déduite du calcul des surfaces des pics des raies X mesurées. Cette erreur prend en compte la statistique des pics. Un pic bien défini donne une erreur faible, un pic mal observable donne une erreur plus importante. Ce type de calcul d'erreur est utilisé couramment en physique nucléaire. La méthode d'analyse PIXE est déjà utilise pour la mesure des oligo-éléments ; elle l'est également pour la caractérisation d'alliages métalliques ou de métaux. Pour apprécier quantitativement la différence de composition existant entre deux cheveux, l'invention prévoit Le calcul d'un paramètre appele "distance". Cette distance caractérise ce qui sépare les compositions des deux cheveux. Elle est voisine de zéro lorsque les compositions sont très proches. Elle augmente si les compositions ne mettent pas en jeu les mêmes éléments ou les mettent en jeu avec des concentrations différentes. D'autres moyens de comparaison peuvent etre utilisés notamment des superpositions de spectres, des mesures de corrélation, etc... De préférence encore, le procédé de l'invention s'appuie sur une étude statistique préliminaire. Il faut observer en effet que le principe de l'identification d'un individu à partir des oligo-éléments contenus dans ses cheveux repose sur deux hypothèses qu'il convient soigneusement de verifier : tout d'abord, que tous les cheveux de cet individu ont bien la même composition, ensuite que les cheveux de deux individus n ont pas La nême composition en oligo-éléments. Pour répondre à ces questions et déterminer dans quelle mesure des cheveux ayant des comoositions chimiques très proches appartiennent à un même inaividu, Le Demandeur s'est livre à une étude statistique complè- te, dont on donnera le détail plus loin, et qui permet de donner toute crédibiLité au procédé proposé. IL résulte de tout ceci que le procédé de l'invention est aujou;d'hui le plus fiable qui soit pour L'identification d'individus à partir des cheveux. Par ailleurs, sa mise en oeuvre est simple et son coût raisonnable. Enfin, il permet d'obtenir une réponse rapide en quelques heures, ce qui est intéressant dans le cas de garde à vue de suspect s. De toute façon, les caractéristiques de l'invention apparattront mieux à la lumière de la description qui suit. Cette description se réfère à des figures annexées sur lesquelles : - la figure 1 montre schematiquement une installation permettant la mise en oeuvre de la méthode d'analyse PIXE, - Les figures 2A, 29, 2C montrent trois spectres obtenus pour trois cheveux, - L a figure 3 montre deux distributions statistiques. On a représenté sur la figure 1 une installation permettant de mettre en oeuvre l'invention dans le cas où la méthode d'analyse retenue est la méthode PIXE. L'installation comprend un accélérateur d'ions 10, du type Van de Graaff, émettant. un faisceau d'ions 12, en l'occurrence des protons ; ce faisceau vient frapper un échantillon 14, qui est l'échantillon de phanère à analyser (par exemple une section de cheveu). Sous L'effet du bombardement ionique, l'échantillon émet un rayonnement X référencé 16 dont le spectre est analysé par un spectromètre 18. Un spectre est enregistré sur un appareil 20. Trois exemples de spectres sont donnés figures 2A, 28 et 2C pour trois cheveux A, e et C. Chaque pic correspond à la raie X d'un élément entrant dans la composition du cheveu. Les pics sont identifiés par Le symbole chimique de L'élément détecté. Les énergies des impulsions totalisées sont croissantes avec l'axe des abscisses. L'axe des ordonnées est gradué en échelle Logarithmique, et L'axe des abscisses en décimaLe. Préalablement aux opérations d'analyse des spectres, on effectue de préférence une analyse statistique à partir d'un grand nombre d'échantillons d'un même type de phanére, ces échantillons appartenant à divers individus identifiés. Cette étude consiste à : - analyser les compositions en oligo-éléments correspondant à une meme personne mais à partir d'échantillons différents et analyser les compositions correspondant à des personnes différentes, - à calculer les distances entre différentes compositions prises deux à deux, - d compter pour chaque valeur possible de la distance, le nombre de cas ou les compositions présentant cette distance correspondent à un même individu et le nombre de cas où les compositions correspondent à des individus différents, ce comptage donnant une double distribution d'identification et d'exclusion en fonction de la distance, - à déduire de cette double distribution une limite inférieure pour La distance, limite en dessous de laquelle la présomption d'identification est considerée comme suffisante et une limite supérieure pour la distance au-dessus de laquelle la présomption d'exclusion est elle aussi considérée comme suffisante. Le Demandeur a effectué une telle analyse statistique sur 199 échantillons, dont - 189 cheveux pris sur 22 personnes différen- tes, (prélévements entre 3 et 23 cheveux par personne), - 10 poils prélevés sur 5 animaux (preLève- ments de 2 poils par animal). Pour se rapprocher des cas reels, certains de ces cheveux ont été souillés (eau, sang, boue), ou prélevés parmi Les membres d'une même famille. Pour s'assurer, sur une même personne, que la composition évolue peu suivant la localisation des cheveux, des prélèvements ont été effectués sur les tempes, la nuque, Le sommet du crane. Pour tenir compte du temps, des prélèvements sur une même personne ont été effectués à 2, 5, 12 mois d'intervalle, et des cheveux ont été analysés sur leur longueur. Pour calculer la distance D(A,B) entre une composition correspondant à un cheveu A et une composition correspondant à un cheveu B, le Demandeur a utilisé la méthode suivante. On calcule N quantités telles que : (long Ai - log Bj)2 x Pi où i est un indice allant de 1 à N pour N oligo-éléments rangés de 1 à N, et où : pi = (PAi + PBi) 2 avec PAi = 1/ [ log (A + EAi) - log (A - EAi)] 2 et PBi = 1/[log(B + EBi) - log(B) - EBi)]2 et on fait la somme de ces N quantités ainsi obtenues. Cette somme est la distance D(A,B). Le Demandeur a effectue ces calculs pour - 878 cas où les deux cheveux appartenaient à une même personne (cas d'identification), - 11 112 cas où deux cheveux n'appartenaient pas a la même personne (cas d'exclusion). Les distributions des distances trouvées pour L'exclusion et pour l'identification sont representées sur La figure 3 (les surfaces de distribution ont été pondérées de maniére à représenter, chacune, le même nombre de cas). Sur l'axe des abscisses est portée la distance D et sur l'axe aes ordonnées est indiqué le nombre N de distances obtenues pour une distance fixée en X. La courbe N+ correspond à la distribut,on des cas d'identification et la courbe N à celle des cas d'exclusion. Il apparaît que pour des distances D faibles, il existe une majorite de cas d'identification ; si La distance s'approche de 0, la proportion des cas d'identification par rapport aux cas d'exclusion s'accroit. Inversement, pour les distances grandes les cas d'exclusion deviennent prépondérants et le rapport des cas d'exclusion aux cas d'identification augmente. Ainsi, plus la composition entre- deux cheveux est proche, ce qui se traduit par une distance faible, plus la probabilite que ces cheveux appartiennent à un meme individu est grande. Au contraire, plus les compositions de deux cheveux sont différentes, ce qui se traduit par une distance élevée, plus la probabilite que ces cheveux appartiennent à deux individus différents est grande. Pour un certain intervalle de distances un degré de confiance peut être defini comme le rappor; du nombre de cas exacts au nombre total de cas dans cet intervalle. On peut definir aussi une limite inférieure Dinf en dessous de laquelle l'identification s'impose avec un degré de confiance suffisant, et une limite supérieure Dsup au-dessus de laquelle c'est l'exclusion qui s'impose, avec le même degre de confiance. Ces limites sont représentées sur la figure 3 pour un degré de confiance de 75%. Dans ces conditions, plus de 40X des distances trouvées tombent dans l'une ou l'autre de ces régions, ce qui permet de résoudre Le problème de l'identification d'une manière ou a'une autre. Pour les autres cas, le test n'est pas concluant. Lorsqu'on veut mettre en oeuvre pratiquement l'invention, La procédure d'analyse peut alors être La suivante - les cheveux sont lavés avec un shampooing pour elimi- ner les contaminations superficielles, - sur une section déterminée, la même pour chaque che veu, le cheveu est soumis à l'analyse PIXE, - le soufre n'est pas pris en compte car il n'est pas stable au faisceau de particules (en PIXE), - le zinc (par exemple) peut être utilise comme étalon ; tous les autres elements ont une concentration qui est alors calculee par rapport à celle du zinc, lequel est supposé avoir une concentration theorique de 1 ; chaque élément présente une concentration egale à un certain nombre de fois la concentration du zinc le zinc est bien adapté pour jouer ce rôle car i; est present dans tous les cheveux, - Le calcul de la distance D entre les deux compositions est effectué, - on se reporte au relevé statistique préalablement établi qui a permis de definir les limites Dinf et Dsup ; trois cas sont alors possibles : a) si D est inferieur à Dinf, les cheveux proviennent d'un même individu, et le degré de confiance devant être accorde à cette reponse est supérieur à, par exem plie, 75%, b) si D est supérieur à Dsup, les cheveux proviennent de deux individus différents, cette réponse étant c ré-d i b le à plus de 75%, c) si D est si tué entre Dinf et Dsup, soit on considère qu on ne peut pas répondre à la question de l'origine des cheveux, soit on accepte de diminuer la confiance accordée à la réponse. Si L'on se reporte maintenant aux spectres des figures 2A, 28 et 2C qui correspondent à des cas réels, le test préconisé plus haut appliqué à la composition chimique des cheveux A et B conduit à une distance D(A,B) faible (D(A,B) Par contre, le même test de comparaison appliqué aux compositions A et C donne une distance D(A,C) élevée (D(A,C) > Dsup). Il est exclu que ces cheveu x appartiennent au meme individu et cela avec une probabilite de 75X. Les conclusions sont les mêmes entre B et C. RE ENDICATIONS 1. Procédé d'identification d'individus, caractérisé par le fait qu'il comprend les opérations suivantes : a) on prélève au moins un échantillon de phanère appartenant à l'individu à identifier, b) on effectue une analyse de.cet échantillon pour déterminer sa composition en oligo-éléments, c) on effectue la même analyse sur un échantillon de phanère de même type appartenant à un individu connu, l'ordre des opérations b) et c) pouvant être interverti, d) on compare les résultats de ces deux analyses, e) de cette comparaison on deduit que l'individu à identifier est ou n'est pas l'individu connu. 2. Procedé selon La revenoication 1, caracterise par le fait que l'on mesure pour chaque oligo-élément (i) sa concentration (Ai) et l'erreur commise (EAi) sur cette concentration. 3. Procéde selon la revendication 2, caracterisé par le fait que, pour comparer les résultats de deux analyses correspondant à deux individus A et B, on calcule un paramètre appelé "distance" D D(A,B) caractérisant l'écart entre les deux compositions correspondantes. 4. Procédé selon la revendication 3, caracté- risé par le fait que pour calculer la distance D(A,B) on calcule N quantités, telles que : (Log Ai - Log Bi)2 x Pi où i est un indice allant de 1 à N pour N oligo-éléments rangés de 1 à N, et ou : Pi = 1 (PAi + PBi) 2 avec PAi = 1/[log(A + EAi) - log(A - EAi) 2 et PBi = 1/[log(B + EBi) - log(B - EBi)] 2 et on fait la somme de ces N quantites obtenues. 5. Procédé selon la revenaication 1, caractérise par le fait que, prealablement aux opérations d'analyse et de comparaison, on effectue une etude statistique à partir d'un grand nombre d'echantillons d'un même type de phanère appartenant à divers individus connus, cette étude consistant à - analyser les compositions en oligo-éléments correspondant à une même personne mais à partir d'échantillons différents et analyser les compositions correspondant à des personnes différentes, - calculer les distances entre ces differentes compositions prises deux à deux, - compter pour chaque valeur possible de la distance, Le nombre de cas où les compositions présentant cette distance correspondent au même individu et ou l'identification est établie et le nombre de cas où les compositions correspondent à des individus différents et où L'exclusion s'impose, ce comptage donnant une double distribution des cas d'identification (N+) et des cas d'exclusion (N-) en fonction de la distance (D), - déduire de cette double dis-tributicn (N+, N-) une limite inférieure de distance (Dinf) en dessous de laquelle la presomption d'identification est considérée comme suffisante et une limite'supérieure (Dsup) au-dessus de laquelle la présomption d'exclusion est considérée comme suffisante. 6. Procédé selon la revendication 1, caracterisé par le fait que le phanère utilisé est le cheveu. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendication 1 à 6, caractérisé par Le fait que, pour effec tuer l'analyse de l'échantillon, on le bombarde par un faisceau d'ions et on analyse le spectre de rayons X qui résulte de ce bombardement.