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Système d'imagerie HypErspectRale par Laser 3d pour l'investigatiOn scientifique et la détection de preuves sur une sCène d'infraction – SHERLOC

Système d'imagerie HypErspectRale par Laser 3d pour l'investigatiOn scientifique et la détection de preuves sur une sCène d'infraction

UN IMAGEUR HYPERSPECTRAL LASER POUR LA DETECTION DE TRACES SUR UNE SCENE DE CRIME

Le projet a permis de développer un démonstrateur capable de visualiser des traces biologiques, stupéfiants sur une scène de crime.

L’objectif du projet SHERLOC était de développer un imageur laser hyper-spectral unique permettant de visualiser les traces biologiques (urine, sang, salive, sperme), les traces papillaires, les résidus de stupéfiants, ainsi que les traces balistiques sur une scène de crime. Réussir à adresser cette très grande diversité d’échantillons avec un outil facilement utilisable par la police scientifique était un défi technologique majeur et conférait au projet SHERLOC un caractère très ambitieux et novateur. On observe effectivement une très grande diversité de fond possible (sol, plafond, mobilier) avec une très grande variabilité de traces à détecter. L’imagerie hyperspectrale laser permet d’associer une très grande richesse spectrale, un éclairage contrôlé, et la télémétrie ; l’objectif initial visait une géolocalisation de la trace grâce à l’information 3D. Le projet SHERLOC a donc englobé une spécification des traces pertinentes à détecter, une étude en laboratoire, le design et le développement d’un démonstrateur, ainsi que la recette opérationnelle de ce dernier sous l’égide des utilisateurs finaux (IRCGN, SDPTS) partenaires du projet. Les impacts légaux d’un tel démonstrateur ont par ailleurs été évalués.

En étroite collaboration avec l’IRCGN et la SDPTS, le consortium a réalisé un ensemble d’échantillon de traces ou substances délicates à détecter. Une étude en laboratoire a été conduite basée sur l’imagerie hyperspectrale passive afin d’identifier les domaines spectraux d’intérêt. Des méthodes alternatives (fluorescence UV et imagerie polarimétrique multispectrale) ont également été évaluées. A l’issue de l’étude laboratoire, un certain nombre de solutions technologiques ont été jugé pertinentes. A l’aide d’une étude de design, il a fallu sélectionner la plus probante pour concevoir un démonstrateur dans le temps imparti. Afin de réduire le nombre de sources laser et de détecteur, nous nous sommes restreint à un seul domaine spectral (celui qui permettait la visualisation du plus grand nombre de traces). Une source large bande vient illuminer la scène point par point, et pour chaque point, le spectre de rétrodiffusion de la lumière est collecté. On obtient alors une image hyperspectrale de la scène qu’il s’agit d’étalonner, registrer puis traiter pour en extraire l’information pertinente. EXAVISION a ensuite développé un démonstrateur intégrant les algorithmes mis au point par l’ONERA. Ce dernier a été évalué dans des conditions opérationnelles par l’IRCGN et la SDPTS. Tout au long du projet, l’ICP a évalué les impacts légaux du prototype SHERLOC.

Des traitements numériques fins permettent de détecter avec une grande efficacité différentes traces biologiques (sang, urine, sperme, salive, sang), une grande variété de stupéfiants, et dans une moindre mesure les traces balistiques. Un pointeur laser permet de localiser l’anomalie éventuelle pour que les techniciens puissent faire le prélèvement. Le prototype a été testé par l’IRCGN et la SDPTS et a été jugé prometteur par ces deux entités. Des axes d’améliorations ont été identifiés et une feuille de route est en cours de rédaction. Par ailleurs,. L’étude de l’ICP n’a trouvé aucune contrindication à l’utilisation de SHERLOC d’un point de vue juridique.

L’étude SHERLOC a permis de démontrer l’apport de l’imagerie hyper-spectral pour la détection de traces biologiques sur une scène de crime. Des verrous technologiques nous ont conduits à renoncer au géo-référencement complet (3D) des traces détectées (que nous avons remplacé à minima par un système de pointeur laser). Ceci est dépendant du fait qu’il n’existe pas encore de spectromètre gaté « disponible sur étagère » actuellement. Dans un avenir proche, ce verrou devrait être résolu et devrait permettre des pistes de progrès conséquent. A court terme, l’un des objectifs est de gagner en compacité grâce à cette maturation technologique accessible. Les pistes alternatives de détection de traces papillaires sont très prometteuses et devrait faire l’objet d’un développement spécifique. Par ailleurs, le SHERLOC donne un moyen de mesure inédite de signatures hyperspectrales exploitables dans un grand nombre de domaines autre que le forensic (remote sensing au sens large)

Depuis le début du projet, les résultats ont été présentés aux différents WISG (2013, 2014, 2015 et 2017). Des actions de publications sont en cours d’étude dans des revues d’optique et dans des revues plus orientées forensic. Avec les partenaires, des suites sont en cours d’études d’une part pour durcir le prototype et d’autre part, utilisant certains résultats spécifiques, apporter des réponses spécifiques à certaines traces.

Aujourd’hui, la résolution de nombreux délits par la police fait appel à la science et l’expertise scientifique a donc bénéficié de progrès techniques importants. Toutefois, un besoin véritable demeure de fournir aux services criminalistiques des outils innovants améliorant la détection de multiples marqueurs (papillaires, biologiques, chimiques, organiques, matériel) et ce, rapidement et sans intrusion/destruction de l’environnement "légal" de la scène. En effet, si la complexité de la détection s'accroit par cette multitude de marqueurs ou indices, elle est aussi rendue difficile par la nature de la scène (ex: mesure en extérieur, sur une scène "polluée/nettoyée" par les auteurs des faits). Aujourd’hui, en soutien de protocoles et de leurs expériences, les experts disposent d'outils de détection de ces marqueurs, qui sont souvent séparés (un moyen par trace) et trouvent leur limite dans la détection à distance des cas complexes évoqués ci-dessus. Un moyen unique de détection améliorée offrirait des gains opérationnels pour les services criminalistiques et limiterait la perte d’indices utiles. Le projet Sherloc inclut les deux services criminalistiques référents en France et propose une approche innovante fondée sur l’imagerie laser hyperspectrale 3D couplée à des traitements d’images. Il apportera une solution concrète pour, détecter (voir classifier) et localiser, à distance de nombreux indices sur des scènes d'infraction. Ce projet associe l’Onera pour la mise au point du système et des traitements d’image avec Exavision, une PME, pour le dimensionnement opérationnel du démonstrateur et l’Institut de Criminalité de Paris pour étudier l’impact en matière de constitution de la preuve. Ce projet fournira aux services criminalistiques, partenaires pleinement associés à la démarche, par le biais d’une recherche industrielle, un démonstrateur adapté à leurs besoins.

Coordinateur du projet

Monsieur Thibault DARTIGALONGUE (ONERA) – thibault.dartigalongue@onera.fr

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

EXAVISION EXAVISION
SDPTS Sous Direction de la Police technique et Scientifique
ONERA ONERA
ICP Institut de criminologie de Paris II
IRCGN Institut de recherche criminelle de la Gendarmerie Nationale

Aide de l'ANR 887 262 euros
Début et durée du projet scientifique : décembre 2012 - 36 Mois

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