Étude de l'influence de la matrice sur le processus d'inférence de source des liquides inflammables par une approche chimiométrique non ciblée

Study of the influence of matrix on the source inference process of ignitable liquids by an untargeted chemometric process

• Auteur / Autrice : Insaf Ben terdayet
• Direction : Anne Varenne, Olivier Delémont
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie Moléculaire
• Date : Soutenance le 20/12/2023
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Chimie moléculaire de Paris centre (Paris ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institute of Chemistry for Life and Health Sciences (i-CLeHS) (2017-....) - Institute of Chemistry for Life and Health Sciences (i-CLeHS) (2017-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Synthèse, Electrochimie, Imagerie et Systèmes Analytiques pour le Diagnostic (SEISAD)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : École nationale supérieure de chimie (Paris)
• Jury : Président / Présidente : Ilaria Ciofini
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Emilie-Laure Zins
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Frédéric BEEN, Cyril Ruckebusch

Mots clés

Mots clés contrôlés

Liquides inflammables

Chimiométrie

Chimie topologique

Mots clés libres

Liquides inflammables

Inférence de source

Effet matrice

Chimiométrie

Chromatographie gazeuse couplée à la spectrométrie de masse

Extraction par espace de tête

Ignitable liquids

Source inference

Matrix effect

Chemometrics

Gas chromatography coupled to mass spectrometry

Headspace extraction

Résumé

L'identification de l'auteur d'un incendie criminel est un réel défi pour les investigations criminelles puisque les traces physiques associant un criminel à cette typologie de scène de crime sont souvent détruites par le feu ou les procédures d'extinction. Mais si des traces du liquide inflammable (accélérant) potentiellement utilisé sont retrouvées, une démarche dite d'inférence de source pourrait être envisagée. L'inférence de source est un processus de comparaison qui vise à évaluer la possible association, ou source commune, entre deux (traces de) liquides inflammables inconnus, en particulier entre la trace d'un liquide extrait d'un prélèvement réalisé sur le lieu de l'incendie et un liquide retrouvé en dehors de cette scène (jerrican trouvé à proximité, vêtements d'un suspect...). Si des travaux antérieurs ont montré qu'il était possible de relier deux liquides inflammables altérés ou non partageant une source commune par inférence de source grâce à un algorithme de calcul de similarité, il reste difficile d'étendre ce principe aux résidus liquides inflammables présents dans les débris d'incendie fréquemment reçus au laboratoire. Dans ce travail, nous proposons d'étudier la contribution des matrices au problème de l'inférence de la source en utilisant des méthodes chimiométriques multivariées développées précédemment. Le choix de la matrice s'est porté sur les vêtements, peu étudiés jusqu'à présent, mais souvent trouvés sur les lieux d'incendie. L'approche a ainsi été appliquée à un échantillonnage restreint d'essences non altérées et une matrice non dégradée, puis à un échantillonnage plus large d'essences altérées par évaporation sur une matrice non dégradée puis altérées par combustion simultanément sur cette même matrice. L'évaluation des résultats obtenus a validé l'hypothèse générale selon laquelle il est possible de lier des échantillons d'essences altérés ou non, indépendamment du mode de l'altération par évaporation ou par combustion et en présence des effets matriciels.

Identifying the perpetrator of arson is a real challenge of criminal investigation since the physical traces associating a perpetrator with this type of crime scene are often destroyed by fire or extinguishing procedures. If an ignitable liquid was used to start the fire, and its residual presence can be detected, a source inference approach with other ignitable liquids is likely to provide investigative or evidentiary support. Source inference is a process of association, a method that consists of evaluating the possible common source between two unknown (traces of) ignitable liquids, in particular between a trace of a liquid extracted from a sample taken at the scene of the fire and a liquid found outside the scene (jerrycan found nearby, suspect's clothing...). While previous work has shown that it is possible to link two altered or unaltered ignitable liquids sharing a common source by source inference thanks to similarity calculation algorithm, it remains difficult to extend this to ignitable liquid residues in fire debris frequently received at the laboratory. In this work, we propose to study the contribution of matrices to the problem of source inference, using multivariate chemometric methods developed previously. The matrix chosen was clothing, little studied until now, but often found at fire scenes. The approach was then applied to a reduced sampling of unaltered gasoline and an undegraded matrix, followed by a substantial sampling of gasoline altered by evaporation on an undegraded matrix and then altered by combustion simultaneously on the same matrix. Evaluation of the results obtained validated the general hypothesis that it is possible to link weathered and unweathered gasoline samples, independently of the mode of weathering by evaporation or combustion and in the presence of matrix effects.