KIT POLICE SCIENTIFIQUE - 2024

WARNING POLICE SCIENTIFIQUE EN COURS D’ENQUÊTE RÉALISÉ PAR : ALEXANDRE BRISSAUD ALBANE LAHAYE COLOMBE MAURICE HUGO MAMAN MATHIS MEIGNEN FASCICULE Avec le soutien financier de l’ACEF SOMMAIRE 02 Les voleurs se sont laissés des messages codés invisibles. Nous les avons relevés mais nous ne parvenons pas à les déchiffrer. A vous de jouer ! EXPÉRIENCE 1 : DÉTECTION DE MESSAGES INVISIBLES 01 Nous sommes les enquêteurs du DERC experts à la police criminelle de Paris-Saclay. Cependant, un vol de recherches très importantes à été commis : nous avons besoin de votre aide pour résoudre l’enquête ! INTRODUCTION 00 Conseils et consignes pour réaliser le kit avant de l’utiliser, et garantir une bonne utilisation, et fiches annexes pour décrire ce que nous avons fait à la base pour nos expériences. RÉALISATION DU KIT 03 Des empreintes digitales ont été relevées un peu partout dans l’appartement de la victime. Certaines correspondent à Mme Franklin, mais nous sommes certains que d’autres empreintes nous aideraient à identifier les malfaiteurs. EXPÉRIENCE 2 : RÉVÉLATION D’EMPREINTES DIGITALES 04 Ces voleurs n’étaient sûrement pas chauves car nous avons retrouvé des cheveux d’une couleur et d’une taille différente de ceux de la victime. Cela pourrait également nous aider à identifier les coupables. EXPÉRIENCE 3 : ÉTUDE MICROSCOPIQUE DE CHEVEUX 05 La victime a été agressée par les voleurs. Une terrible bataille s’est déroulée mais nous ne savons pas si le malfaiteur à été blessé. Cela nous aiderait à savoir si le suspect est actuellement blessé ou non. EXPÉRIENCE 4 : RÉVÉLATION DE TRACES DE SANG 06 Il semblerait qu’il y ait des coups de feu su la scène de crime ! Mais nous avons besoin d’en être sûrs. Peut-être que cela nous mènera au coupable, qui sait ? EXPÉRIENCE 5 : RÉVÉLATION DE TRACES DE POUDRE À CANON 1 00 RÉALISATION DU KIT Conseils et consignes pour réaliser le kit avant de l’utiliser, et garantir une bonne utilisation : Ce kit a pour but de vulgariser des aspects scientifiques utilisés (ou ayant été utilisés) par la police scientifique afin de résoudre des enquêtes. Certaines manipulations sont sans danger tandis que d’autres font appel à des produits chimiques. Il est alors impératif de faire preuve de prudence pour éviter tout accident. Nous conseillons donc que ce kit soit utilisé sous la surveillance d’un adulte à tout instant. Nous rappelons que tout produit chimique quel qu’il soit ne doit pas être bu, senti, ou appliqué sur la peau ou les yeux afin d’éviter tout problème. Dans la suite de de ce fascicule se trouvent des fiches pour la préparation des différentes expériences à réaliser avant la séance, ainsi que des consignes de sécurité. 2 00 MICROSCOPE NUMÉRIQUE POUR ANDROID (USB-C), IPHONE ET IPAD DISPOSITIF DE LANCETTE POUR TEST SANGUIN STYLO ENCRE INVISIBLE AVEC LUMIERE UV PINCEAUX POUR MAQUILLAGE PROTECTA PUNAISES DE LIT RÉVÉLATEUR DE PRÉSENCE Matériel nécessaire pour la réalisation kit RÉALISATION DU KIT PRIX TOTAL ESTIMÉ : 65 - 80€ MINE DE CRAYON ET/OU FARD À PAUPIÈRE ALL ICONS FROM WWW.FLATICON.COM, MADE BY FREEPIK, DESIGNHUB,SAMSHICON AND EHTISHAM ABID 3 00 Consignes générales RÉALISATION DU KIT Ce fascicule est un document à destination du responsable de l’activité. Un diaporama interactif sur Génially pour les apprenants ,à utiliser en classe est disponible à l’URL suivante : https://view.genially.com/657075ffea387600144a452f/guid e-projet-p3-police Ce diaporama propose un exemple d’enquête réalisable avec ce kit. Il est bien sûr envisageable d’apporter des modifications au kit, aux expériences et au scénario, tout en respectant des consignes élémentaires de sécurité. A la fin du fascicule se trouve la ‘fiche suspects’ pour rassembler les informations obtenues le long de l’enquête. Vous pouvez l’imprimer pour que les élèves puissent la remplir. Fascicule : Consignes, protocoles et explication des expériences Génially : Aide pour le déroulement et encadrement de la séance 4 00 Consignes pour les expériences RÉALISATION DU KIT 01 Utilisez un stylo à encre invisible pour écrire autant de messages qu’il y a de suspects et différenciez-en 1 (tous en minuscules sauf 1 en majuscules comme dans notre exemple d’enquête et sur notre fiche suspects). EXPÉRIENCE 1 : DÉTECTION DE MESSAGES INVISIBLES 02 Appuyez un doigt sur une feuille blanche de manière à y laisser vos empreintes et répétez l’opération à plusieurs endroits. Vous pouvez ensuite utiliser un autre doigt ou demander à votre entourage afin de déposer une empreinte différente des précédentes. EXPÉRIENCE 2 : RÉVÉLATION D’EMPREINTES DIGITALES 03 Vous pouvez utiliser vos cheveux ou ceux de votre entourage mais assurez vous que leur diamètres respectifs soient relativement différents pour être différenciables. Deux tailles de cheveu différentes suffisent. Scotchez ensuite les cheveux sur une feuille, en vous assurant que le contraste entre la feuille et les cheveux soit suffisant. EXPÉRIENCE 3 : ÉTUDE MICROSCOPIQUE DE CHEVEUX 04 Utilisez la lancette (avec précaution tout de même) et déposez des gouttes de sang sur plusieurs bouts de feuilles. Vous pouvez ensuite essayer de dissimuler ces gouttes avec un feutre ou crayon de couleur rouge. Attention : cette expérience utilise un composé chimique pour sa réalisation (le révélateur de punaises de lit). Celui-ci peut être manipulé par les apprenants mais il faut s’assurer qu’il ne soit ni bu, ni senti, ni appliqué sur la peau ou les yeux pour garantir la sécurité de tous. Si vous préférez manipuler vous-même, n’hésitez pas. EXPÉRIENCE 4 : RÉVÉLATION DE TRACES DE SANG 05 Cette expérience à la flamme étant quelque peu dangereuse, nous l’avons réalisé en vidéo pour vous ! EXPÉRIENCE 5 : RÉVÉLATION DE TRACES DE POUDRE À CANON Ce kit propose une enquête qui se résout avec la pratique des expériences prévues. Comme dit précédemment, le ‘feuillet d’enquête’ est là pour recueillir les informations obtenues. Chaque expérience à pour but d’innocenter un suspect de sorte qu’il ne reste que le coupable à la fin. 5 01 DÉTECTION DE MESSAGES INVISIBLES EXPÉRIENCE 1 : EXEMPLE En général, cet atelier n’est pas très long, il est alors possible de laisser les apprenants expériementer avec les stylos à disposition. Message invisible à la lumière du jour Message révélé Pour cette expérience, nous avions écrit des messages simples comme “Bonjour”, tous en cursives. En complétant la fiche suspects, nous avions fait en sorte qu’un seul suspect (celui innocenté par cette expérience) écrive en majuscules tandis que les autres écrivent en cursives. Vous pouvez bien évidemment changer cela, mais pensez bien à modifier la fiche suspects en conséquence. 6 02 RÉVÉLATION D’EMPREINTES DIGITALES EXPÉRIENCE 2 : EXEMPLE Lors de cette expérience, nous avons fait en sorte de remplir la fiche suspects avec des empreintes “génériques” d’une part et une “unique”, celle de l’innocenté, d’autre part. Pour les empreintes génériques, celle que les apprenants révèleront, vous pouvez utiliser le même doigt pour les faire. Il faudra utiliser une empreinte différente pour faire l’empreinte de l’innocenté. Empreinte révélée avec de la mine Empreinte révélée avec du fard Il est aussi conseillé de ne pas trop appuyer pour former les empreintes et avec le pinceau pour les révéler. 7 Pour cette expérience, nous avons scotché des cheveux sur une feuille blanche. Pour l’identification de l’innocent, nous avions donné dans la fiche suspects des valeurs de diamètres similaires avec une valeur unique qui se démarque. Vous pouvez utiliser vos propres cheveux et/ou ceux de votre entourage. Cheveux scotchés Cheveux au microscope Vous pouvez aussi laisser les apprenants faire la mise au point (pour une image nette) eux même, de façon à introduire le fonctionnement du microscope. 03 ETUDE MICROSCOPIQUE DE CHEVEUX EXPÉRIENCE 3 : EXEMPLE 8 02 RÉVÉLATION D’EMPREINTES DIGITALES EXPÉRIENCE 2 : PRINCIPE Les empreintes digitales sont une caractéristique unique de chaque individu : même les jumeaux n’ont pas les mêmes empreintes. Cependant, il existe des schémas plus ou moins fréquents permettant de regrouper ces dernières en différentes catégories représentées sur la table d'empreintes. De plus, la graisse et la transpiration secrétée au niveau des mains laissent des traces ayant la forme de ces empreintes sur les surfaces touchées. Ainsi, en mettant de la poudre sur les empreintes laissées sur la scène de crime, on peut les visualiser pour les identifier. TOUT SIMPLEMENT : Le corps humain présente plusieurs zones où se trouvent des crêtes papillaires : la paume des mains, les doigts ou la plante des pieds. Ces crêtes papillaires sont en relief sur la peau et peuvent laisser des marques. On parle de traces ou d’empreintes digitales. Dans le cadre de la révélation au fard à paupière l'objectif est de déposer une poudre suffisamment fine pour quelle puisse pénétrer les sillons laissés par les les crêtes papillaires. Ainsi après avoir déposé une couche de fard à paupière sur la surface où les doigts ont été posés, il est possible relever les sillons de poudre (qui correspondent au négatif des empreintes digitales). On peut alors comparer les empreintes relevées à une base de données. Cette méthode n'est malheureusement pas d'une précision absolue, elle ne permet donc pas d'inculper un suspect précisément mais plutôt d'identifier un groupe de suspects plus précis. POUR ALLER PLUS LOIN : DIFFÉRENTS TYPES D’EMPREINTES DIGITALES ARCHE TOURBILLON BOUCLE Comme dit précédemment, les jumeaux n’ont pas les mêmes empreintes car elles se forment dans le ventre de la mère avec l’influence du liquide amniotique. AUSSI : 15 03 ETUDE MICROSCOPIQUE DE CHEVEUX EXPÉRIENCE 3 : PROTOCOLE Un petit sachet en plastique contient des cheveux retrouvés sur la scène de crime. Attention à ne pas contaminer l'échantillon avec vos cheveux ou on risquerait de croire que vous étiez sur le lieu du crime ! ÉTAPE 1 Déposez le cheveu sur une feuille blanche à plat et disposez l’ensemble sous un microscope. On pourra analyser sa couleur (visible plus facilement à l'œil nu) mais aussi son épaisseur Pour cela, on va utiliser la formule suivante : Quelle est la couleur et l’épaisseur des cheveux retrouvés ? Qui pouvez-vous soupçonner ? ÉTAPE 2 16 03 ETUDE MICROSCOPIQUE DE CHEVEUX EXPÉRIENCE 3 : PRINCIPE Un cheveu en lui-même peut paraitre anodin. Ils sont composés de kératine uniquement (comme nos ongles) et ne contiennent pas d’ADN eux même (contrairement au bulbe). Mais il est possible d’en tirer des informations utiles. L’analyse de paramètre comme sa largeur, longueur ou même sa forme peuvent donner des renseignements sur l’apparence de l’individu dont il provient. Seulement un cheveu, c’est relativement petit, il faut donc du matériel approprié pour l’observer. Voilà pourquoi on utilise un microscope. TOUT SIMPLEMENT : Le microscope utilisé ici est un microscope numérique, où le grossissement provient d’un traitement numérique appliqué sur une image captée sur une caméra très précise. C’est une sorte de microscopes optiques, qui utilisent des jeux de lentilles convergentes afin de créer une image renvoyée à l’infini dans l’œil de l’observateur. Le but d’un microscope optique, en plus de permettre d’observer le très petit, est de renvoyer l’image de manière qu’elle apparaisse loin (comme quand vous regardez l’horizon et que l’œil n’a pas d’effort à faire), afin d’assurer le confort de l’utilisateur. Cependant, des bouts de verre bombés ont des limites et pour pouvoir aller vers encore plus petit, il existe d’autres types de microscopes comme les microscopes électroniques qui utilisent la physique quantique (qui traites des toutes petites particules) ! POUR ALLER PLUS LOIN : CHEVEU (EN BAS) COMPARÉ À UN POIL DE LAINE DE MÉRINOS (EN HAUT), MICROSCOPE ÉLECTRONIQUE À BALAYAGE - CSIRO CC BY 3.0 DEED - CSIRO : HTTP://WWW.SCIENCEIMAGE.CSIRO.AU/PAGES/ABOUT/ 17 04 RÉVÉLATION DE TRACES DE SANG EXPÉRIENCE 4 : PROTOCOLE Prendre une feuille de papier avec les supposées marques de sang et la poser à plat dans un endroit sombre si possible (une boite en carton de taille moyenne fera l’affaire). Prendre le spray et en faisant attention à bien viser, l’appliquer sur les différentes taches. ÉTAPE 1 Les taches contenant du sang devraient s’illuminer et briller d’un bleu intense dans l’obscurité pendant quelques instants. Ainsi il est possible de déterminer s’il y du sang et son emplacement. Le voleur est-il donc blessé et a-t’ il laissé des traces sur la scène de crime ? ÉTAPE 2 ATTENTION!! Le Luminol, comme la plupart des produits chimiques n’est pas très bon pour la santé. Lors de l’utilisation du spray, il faut faire attention à pas trop en respirer ou entrer en contact avec : risques d’infection des voies respiratoires, cutanée et oculaire. Bien que la concentration dans le spray soit faible, ON N’EST JAMAIS TROP PRUDENTS. 18 04 ATTENTION!! Le Luminol, comme la plupart des produits chimiques n’est pas très bon pour la santé. Lors de l’utilisation du spray, il faut faire attention à pas trop en respirer ou entrer en contact avec : risques d’infection des voies respiratoires, cutanée et oculaire. Bien que la concentration dans le spray soit faible, ON EST JAMAIS TROP PRUDENTS. RÉVÉLATION DE TRACES DE SANG EXPÉRIENCE 4 : PRINCIPE En réalité, le luminol réagit avec l’eau oxygénée et les deux réactifs sont déjà dans le spray. Le sang, plus précisément, le fer contenu dans celui-ci sert à catalyser (accélérer) la réaction qui forme alors une nouvelle molécule. Elle se trouve dans un état dit “excité” dans lequel elle dispose de trop d’énergie pour pouvoir exister comme telle. POUR ALLER PLUS LOIN : La molécule se décharge alors de l’excédentaire d’énergie sous forme de lumière en émettant des photons d’énergie , donc directement reliée à la couleur observée. (cf Annexe 2) Le spray que vous avez utilisé pour faire briller les taches de sang contient un produit chimique particulier : le Luminol. Cette molécule réagit avec le sang lors d’une réaction chimique. Lors de cette réaction, de l’énergie s’échappe sous forme de lumière : c’est pour cela que les tâches se mettent à briller en bleu ! Cela s’appelle la chimiluminescence. Cette expérience est tellement fiable qu’elle est encore utilisée par la véritable police afin de trouver des traces de sang. TOUT SIMPLEMENT : STRUCTURE DU LUMINOL 19 05 RÉVÉLATION DE TRACES DE POUDRE À CANON EXPÉRIENCE 5 Prendre le sachet de poudre et allumer le bec bunsen (ou à défaut un briquet). Jeter un petit peu de poudre sur la flamme et observer la couleur de cette dernière. Se référer à la table de flamme pour identifier le contenu de la poudre. Les voleurs ont-ils utilisé des armes à feu lors du crime ? ÉTAPE 1 Le test à la flamme utilise ... une flamme ! Il faut donc bien faire attention à ne pas se bruler ! Pour cela, faites attention à rester à une distance raisonnable pour jeter un peu de poudre. A ce propos, une très faible pincée suffira pour observer la flamme, et en jeter trop peut être dangereux avec la flamme à côté. ÉTAPE 2 20 05 RÉVÉLATION DE TRACES DE POUDRE À CANON EXPÉRIENCE 5 : PRINCIPE Le principe fondamental est le même que pour le sang ou les encres invisible. Les ions métalliques contenus dans la poudre à canon existe dans deux états un état d'origine et un état excité. L'objectif est d'exciter les ions puis ces derniers se désexciterons en émettant un rayonnement lumineux. Ce rayonnement est caractéristique de l'ion en question. Ainsi deux ions différents émettront, dans une même situation deux rayonnements différents. La différence majeure avec les cas présentés avant réside dans le fait que cette fois ci on excite les ions avec de l'énergie thermique. Pour ce faire on les jette dans une flamme, d'où l'appellation de couleur de flamme d'un ion. POUR ALLER PLUS LOIN : La chaleur, comme la lumière ou l'électricité, est une source d'énergie. Or, la matière est capable d'absorber cette chaleur pour la convertir ... en lumière ! C'est pourquoi quand on met de la poudre dans le feu, elle devient colorée ! Attention, n'essayez pas avec tout ça peut être dangereux ! TOUT SIMPLEMENT : DIFFÉRENTES COULEURS DE FLAMME 21 ANNEXES POLICE SCIENTIFIQUE EN COURS D’ENQUÊTE Suspects Empreintes Blessure notable Taille des cheveux Type d’écriture Exemple de feuillet d'enquête James Watson Francis Crick Maurice Wilkins Linus Pauling John Randall Coupure sur la joue droite Plaie ouverte Nez cassé (sanguinolant) Ecorchure Bleu Entre 82 et 87 micromètres Entre 75 et 83 micromètres Entre 77 et 85 micromètres Entre 40 et 47 micromètres Entre 80 et 86 micromètres Fluorescence (Annexe 1) Définition Une espèce est dite fluorescente si elle peut, sous irradiation lumineuse émettre un rayonnement lumineux. Lumière Bleue absorbée Lumière Rouge Emise Pour aller plus loin Les entités chimiques peuvent exister dans plusieurs états énergétiques différents. Lorsqu’une entité est dans un état excité elle tend à libérer le surplus d’énergie pour revenir à son état le plus stable la plupart du temps sous forme lumineuse. Une espèce fluorescente se désexcite en deux étapes ce qui explique le changement de couleur entre le rayonnement absorbé et le rayonnement émis. Absorption de la lumière bleue Désexcitation partielle Emission de lumière rouge NB: Ceci est un exemple la lumière absorbée n’est pas nécessairement bleue et la lumière émise pas forcément rouge. MOLÉCULE EXCITÉE