Analysis of Condom Evidence in Rape and Sexual Assault Cases - Development of an analytical and interpretative framework and application

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Etat: Public
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ID Serval
serval:BIB_022C73B5579A
Type
Thèse: thèse de doctorat.
Collection
Publications
Institution
Titre
Analysis of Condom Evidence in Rape and Sexual Assault Cases - Development of an analytical and interpretative framework and application
Auteur(s)
Burnier Céline Amélie
Directeur(s)
Massonnet Geneviève
Détails de l'institution
Université de Lausanne, Faculté de droit, des sciences criminelles et d'administration publique
Statut éditorial
Acceptée
Date de publication
2021
Langue
anglais
Résumé
Lorsqu’une enquête pour viol ou agression sexuelle est ouverte, la première trace forensique recherchée est la trace ADN, en plus de l’examen gynécologique. En effet, s’il n’y a pas eu utilisation de préservatif, l’ADN de l’agresseur devrait être retrouvé sur la victime, en quantité variable. Mais que se passe-t-il si aucune trace ADN n’est retrouvée ? Un préservatif a-t-il été utilisé ? L’étude de quelques cas présentés dans la littérature montre que les experts se prononcent sur la source d’une trace même si cela est basé sur une comparaison qui ne prend pas en compte les erreurs possibles, en termes de faux positifs ou faux négatifs. Toutefois, la problématique de l’analyse et de l’interprétation des traces de préservatifs est rencontrée au niveau international, et le nombre limité de protocoles fiables et valides ainsi que l’absence de modèles interprétatifs soulignent la nécessité d’effectuer des études sur le sujet.
Le but de ce travail est donc de développer une approche forensique qui permette d’identifier une trace de préservatifs sur un support de traces (i.e. les écouvillons de prélèvements de la médecine légale utilisés pour le prélèvement ADN). Les questions entourant la mise au point d’une telle procédure ne sont pas nouvelles, différentes recherches ont déjà été publiées depuis plus de 40 ans. Le présent travail les a étudiées de manière critique, et souligne les limitations de ces méthodologies notamment l’absence de validation ou d’application dans les cas pratiques. Néanmoins, certaines techniques analytiques se sont montrées prometteuses lors d’applications à des échantillons humains. Ainsi, un recensement détaillé de la littérature a été conduit afin d’identifier les composés présents dans les préservatifs et dans divers produits d’hygiène intime ainsi que les techniques analytiques capables de les détecter. Les techniques analytiques choisies sont la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR), la chromatographie gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC/MS) ainsi que le couplage avec la technique de pyrolyse (py-GC/MS).
Dans un premier temps, ce travail traite de l’optimisation des conditions analytiques à l’aide de plans d’expériences, principalement pour ce qui concerne les mesures infrarouges et les conditions de pyrolyse. Les conditions nécessaires afin d’obtenir des résultats reproductibles et minimisant la variation au sein d’un même échantillon (intravariabilité) ont été étudiées et sont présentées. Diverses procédures de corrections des données ont été proposées au moyen de prétraitements et de sélections de variables, afin de maximiser l’information chimique pertinente et de renforcer le potentiel discriminatoire des techniques.
Ensuite, une étude de marché internationale couvrant les marchés suisses, australiens et néo- zélandais a été effectuée sur 166 échantillons de préservatifs, lubrifiants ainsi que des produits d’hygiène intime susceptibles d’entrer en contact de manière légitime avec la matrice vaginale, et par conséquent de générer des faux positifs. La discrimination entre les échantillons a été testée sur des échantillons de nature différente (préservatif, lubrifiant, produits d’hygiène intime), puis sur des préservatifs de marques et de modèles différents, mais également sur des préservatifs de même marque et différents modèles, ou encore de même marque, même modèle mais provenant de différents lots de production. Les résultats ont montré que la composition en lubrifiant était le principal facteur de discrimination des échantillons.
La spécificité des composés a été étudiée sur les deux populations principales rencontrées, à savoir les préservatifs et les autres produits. Bien que majoritairement composée d’échantillons contenant de l’huile de silicone, la population des préservatifs a également mis en évidence des échantillons lubrifiés avec de la glycérine. La complémentarité de la GC/MS avec la py-GC/MS a permis de séparer des populations de préservatifs dont le contenu était différent. Parmi les lubrifiants et produits d’hygiène intime, certains ont présentés un profil infrarouge indifférenciable de celui des préservatifs, mais l’analyse par pyrolyse-GC/MS a permis de différencier ces échantillons de ceux provenant des préservatifs.
Le cadre analytique développé a été appliqué à des tests de compétences de laboratoire ainsi que dans des cas réels, afin d’évaluer la qualité de la méthodologie. La complémentarité des différentes techniques a été confirmée et il a été possible de déterminer la nature de la source d’une trace avec succès. Si ces résultats sont prometteurs, l’application dans les cas réels a soulevé d’importantes questions relatives à l’interprétation de l’indice, notamment en ce qui concerne la non-détection de la trace. Il est impératif de conduire des recherches supplémentaires afin d’évaluer les voies d’interprétation de la preuve au niveau de l’activité, et la compréhension des phénomènes qui affectent la trace.
Dans une perspective d’intégration dans le cadre forensique de l’interprétation, une étude pilote a également été effectuée par spectroscopie infrarouge afin d’obtenir des informations quant au bruit de fond, au transfert et à la persistance des traces de préservatifs. Plus précisément, la capacité de cette technique à mettre en évidence l’effet de certains facteurs d’influence a été investiguée. L’étude du bruit de fond et de la matrice vaginale a permis de mettre en évidence que la prévalence des composés siliconés dans la matrice vaginale pour des raisons légitimes est pratiquement nulle. Aucune différence significative entre les volontaires n’a été observée. En termes de transfert, l’information analytique obtenue a été comparée avec celles obtenues par les spectres FTIR de l’étude de marché et une confrontation entre les observations visuelles et statistiques a été réalisée. Il en a ainsi résulté que la FTIR était une méthode de dépistage puissante, mais que son utilisation pour la modélisation de paramètres de transfert et persistance à but forensique avait des limites. En effet, dans cette recherche, cette technique a montré des désavantages majeurs, à savoir une variabilité analytique extrêmement importante, sur le plan quantitatif, qui masque les variations intrinsèques à l’échantillon.
Finalement, les résultats obtenus dans ce travail ont permis la proposition et la discussion d’une approche pragmatique pour aborder les questions liées aux traces de préservatifs. Cette approche permet d’identifier l’information que le scientifique peut apporter aux enquêteurs à l’heure actuelle. Le canevas proposé décrit également les différentes étapes du développement qui devraient être réalisées afin de parvenir à la validation de la méthodologie, tant sur le plan analytique que sur le plan interprétatif, dont les capacités et limites ne sont, à l’heure actuelle, ni totalement connues ni documentées.
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When a rape investigation is opened, the first forensic trace sought is the DNA trace, in addition to gynecological examination. In fact, if there was no use of a condom, the perpetrator's DNA should be found on the victim, in variable quantities. But what happens if no DNA trace is found? Was a condom used? The study of a few cases reported in the literature shows that experts decide on the source of a trace even if it is based on a comparison which does not take into account possible errors, such as false positives and false negatives. However, the problem of analysis and interpretation of traces of condoms is encountered at international level, and the limited number of reliable and valid protocol as well as the absence of interpretative models underline the need to carry out studies on the subject.
The aim of this work is therefore to develop a forensic approach which makes it possible to identify a trace of condoms on a support of traces (i.e., the swabs of forensic samples used for DNA sampling). Since the questions surrounding the development of such a procedure are not new, various studies have already been published for over 40 years. The present research has studied them critically, and highlights the limitations of these methodologies, in particular the lack of validation or application in practical cases. However, certain analytical techniques have shown promise in applications to human samples. Thus, a detailed literature review was conducted in order to identify the compounds present in condoms and in various intimate hygiene products as well as the analytical techniques capable of detecting them. The analytical techniques chosen are Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC/MS) as well as coupling with the pyrolysis technique (py-GC/MS).
First, this work deals with the optimization of analytical conditions using experimental designs, mainly with regard to infrared measurements and pyrolysis conditions. The conditions necessary to obtain reproducible results and minimizing variation within the same sample (intravariability) have been studied and are presented. Various data correction procedures have been proposed using preprocessing and variable selection to maximize the relevant chemical information and enhance the discriminatory potential of the techniques.
Then, an international market study covering the Swiss, Australian and New Zealand markets was carried out on 166 samples of condoms, lubricants as well as personal hygiene products likely to come into legitimate contact with the vaginal matrix, and therefore generate false positives. The discrimination between the samples was tested on samples of different nature (condom, lubricants, personal hygiene products), and then on condom from same brand and models, but also on condoms of the same brand and different models, or even of the same brand, same model but different production batch. The results showed that the lubricant composition was the main factor of discrimination of the samples.
The specificity of the compounds was studied on the two main populations encountered, namely condoms and other products. Although mostly made up of samples containing silicone oil, the population of condoms also highlighted samples lubricated with glycerin. The complementarity of GC/MS with py-GC/MS made it possible to separate populations of condoms whose content was different. Among lubricants and personal hygiene products, some presented an indistinguishable infrared profile from that of condoms, but analysis by pyrolysis-GC/MS made it possible to differentiate these samples from those from condoms.
The analytical framework developed was applied to laboratory skills tests as well as in real cases, in order to assess the quality of the methodology. The complementarity of the different techniques was confirmed, and it was possible to determine the nature of the source of a trace successfully. While these results are promising, the application in real cases has raised important questions relating to the interpretation of the evidence, particularly with regard to the non-detection of the trace. It is imperative to conduct additional research in order to assess the ways of interpreting the evidence at the activity level, and the understanding of the phenomena that affect the trace.
With a view to integration into the forensic framework of interpretation, a pilot study was also carried out by infrared spectroscopy in order to obtain information on the background noise, the transfer and the persistence of traces of condoms. More specifically, the ability of this technique to highlight the effect of certain influencing factors was investigated. The study of background noise and the vaginal matrix has shown that the prevalence of silicone compounds in the vaginal matrix for legitimate reasons is practically zero. No significant difference between the volunteers was observed. In terms of transfer, the analytical information obtained was compared with that obtained by the FTIR spectra of the market study and a comparison between visual and statistical observations was carried out. As a result, FTIR was a powerful screening method, but its use for modeling transfer and persistence parameters for forensic purposes had limits. Indeed, in this research, this technique has shown major disadvantages, namely an extremely high analytical variability, from the quantitative point of view, which masks the variations intrinsic to the sample.
Finally, the results obtained in this work allowed the proposal and the discussion of a pragmatic approach to tackle the questions linked to traces of condoms. This approach identifies the information that the scientist can currently provide to investigators. The proposed outline also describes the different stages of development that should be carried out in order to achieve validation of the methodology, both analytically and interpretatively, whose capacities and limits are, at present, neither fully known or documented.
Création de la notice
01/07/2021 11:52
Dernière modification de la notice
09/07/2021 7:08
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