Ecole Doctorale

Sciences de la Vie et de la Santé

Spécialité

Biologie-Santé - Spécialité Recherche Clinique et Santé Publique

Etablissement

Aix-Marseille Université

Mots Clés

Anthropologie médico-légale,Traumatisme osseux,Démembrement,Outils,Stéréomicroscope,Microscope électronique à balayage

Keywords

Forensic anthropology,Bone trauma,Dismemberment,Instruments,Stereomicroscopy,Scanning electron microscopy

Titre de thèse

Les lésions osseuses tranchantes (par scies) et tranchantes contondantes : analyse des mécanismes lésionnels et des instruments à l’origine de ces lésions.
Sharp bone lesions (saws) and sharp Blunt lesions : analysis of lesional mechanisms and instruments at the origin of these lesions.

Date

Tuesday 10 July 2018

Adresse

Faculté de Médecine Timone 27, boulevard Jean Moulin 13385 Marseille cedex 5 Salle thèse n°2

Jury

Directeur de these M. Pascal ADALIAN Université d'Aix Marseille
CoDirecteur de these Mme Véronique ALUNNI Université Côte d'Azur
Rapporteur M. Eric BACCINO Université de Montpellier
Examinateur M. Gérald QUATREHOMME Université Côte d'Azur
Examinateur Mme Clotilde ROUGE-MAILLART Université d'Angers
Rapporteur M. Norbert TELMON Université de Toulouse

Résumé de la thèse

L’étude des lésions osseuses apparaît primordiale en anthropologie médico-légale, puisqu’elle peut aider à répondre à la question essentielle de la cause et des circonstances d’un décès. Il apparaît particulièrement important de comprendre le mécanisme d’une lésion osseuse et d’en tirer des conséquences sur l’instrument qui a pu l’occasionner. Ce travail expérimental s’est intéressé aux lésions osseuses produites par des scies et par une hachette, sur des échantillons humains et animaux. En ce qui concerne les scies, 170 faux départs expérimentaux ont été étudiés au stéréomicroscope (50 dans la série animale et 120 dans la série humaine), en utilisant cinq scies différentes (scies à refendre, scies universelles, avoyages alterné et ondulé), avec quatre différents TPI (« teeth per inch »). Les scies universelles (dents isocèles) se comportent comme les scies à tronçonner, du fait de l’inclinaison vers l’arrière de chaque dent. La largeur minimum du faux départ permet de classer les lésions selon les catégories A, B ou C de Symes. Les profils convexes indiquent l’utilisation d’une scie universelle ou d’une scie à tronçonner (catégorie C). Les profils concaves sont beaucoup plus variés, et indiquent l’utilisation d’une scie à refendre à petites dents (catégorie A), ou à plus grosses dents (catégorie B). La forme des murs permet de déterminer le type d’avoyage : avoyage alterné (alternance d’aspects larges et étroits) ; avoyage ondulé (zone plus étroite au milieu). Les murs droits ou difficiles à analyser ne permettent aucune conclusion sur le type d’avoyage. Parmi les critères secondaires, l’aspect des stries au fond de la lésion s’est révélé de grande importance pour identifier le type d’avoyage : avoyage alterné (stries de morphologie ondulée ou ondulée/droite) ; avoyage ondulé (stries fines et droites). Une variabilité assez importante a été mise en évidence, qui complique manifestement l’expertise médico-légale dans une affaire réelle. En ce qui concerne les lésions occasionnées par une hachette, nous avons utilisé un protocole standardisé produisant des lésions osseuses de petites dimensions. L’analyse macroscopique des 30 lésions s’est révélée très limitée. Le stéréomicroscope a constaté le caractère vertical des stries, qui s’explique par le mouvement vertical effectué par l’instrument au moment de l’impact. Le microscope électronique à balayage a permis de décrire parfaitement les lésions, de comprendre la surélévation des berges (« uprising ») et l’effet exercé à distance (« lateral pushing back »). La présence du latéral pushing back et de stries verticales permet d’affirmer que les lésions osseuses ont été produites par un instrument tranchant contondant, par exemple une hachette dans ce travail, et vraisemblablement par extrapolation à de nombreux instruments apparentés. Ces caractères se pérennisent même après carbonisation. La concordance des stries pourrait permettre d’affirmer l’instrument unique ayant pu les occasionner. Cette étude comparative des stries a été réalisée avec le microscope électronique à balayage, sur photographies, en se fondant sur la présence d’unités morphologiques, avec des stries concordantes et des stries consécutives. La comparaison des stries est délicate, car l’instrument présente un caractère évolutif et des problèmes techniques (orientation de la lésion et donc orientation des images, problèmes d’incidence de la lumière, et problèmes techniques liés au microscope électronique à balayage), peuvent également expliquer la modification, voire l’apparition ou la disparition de certaines stries. Enfin l’analyse des stries est en grande partie basée sur l’expérience de l’observateur, ce qui peut créer une certaine subjectivité.

Thesis resume

The study of bone lesions is of paramount importance in forensic anthropology because it may reveal some relevant information related to criminal activity. It is particularly important to understand the mechanism of bone lesion in order to draw the consequences about the instrument that was used. In this experimental work bone lesions produced by saws and a hatchet on human and animal samples were analyzed. With regard to the saws, 170 experimental false starts lesions were studied under stereomicroscope (50 in the animal sample and 120 in the human sample), produced by five different saws (rip saws, universal saws, alternating and wavy sets), with various TPI ("teeth per inch") (7, 10, 13, and 24). The three main characters are the minimum width of the lesion, the shape of the profile and the shape of the walls. Universal saws (isosceles teeth) behave like crosscut saws, because each tooth displays a tilt backwards. The minimum width of the kerf makes it possible to classify bone lesions according to Symes’ categories (A, B or C). Convex profiles indicate the use of a universal or crosscut saw. Concave profiles vary a great deal and indicate the use of a saw with smalls teeth (category A), or larger teeth (category B). The shape of the walls allows for determining the type of set: alternating set (succession of wide and narrow aspects); wavy set (necking in the middle of the kerf). Straight walls are difficult to analyze and do not indicate any type of set. Among the secondary criteria, the appearance of the striae on the kerf floor is able to point the type of set: alternating set (undulating or undulating/straight striae); wavy set (thin and straight striae). An important variability was observed which obviously complicates the forensic analyses of an actual case. For the study of bone lesions by a hatchet a standardized device was used to produce small bone lesions. Macroscopic analysis was very limited. The was able to observe the vertical striae explained by the vertical movement of the instrument at the time of impact. The scanning electron microscope allowed for a detailed analysis of bone lesions and made it possible to understand the uprising and the lateral pushing back. The lateral pushing back was observed at a distance of the edge of the lesion and it is explained by the lateral pressure exerted when the blade of the hatchet penetrates the bone. This feature is seen only with the use of a sharp blunt instrument. The presence of a lateral pushing back and of vertical striae is sufficient to determine that the bone lesions were achieved by a hatchet (in this work) or a hacking tool and probably by extrapolation to many related instruments. These characters are visible even after carbonization. The concordance of the striae could point onto the unique instrument that could have caused the bone lesions. This comparative study was performed with the images obtained with scanning electron microscope and based on the presence of morphological units, with matching os single striae and matching of consecutive striae. With three consecutive striae per morphological unit, it is highly likely that both lesions were produced by the same instrument. The shift of the images allowed us to note that beyond four consecutive striae and a striae at a distance, there were no more concordant striae “by chance”. This comparison is difficult, because the absence of concordant striae does not exclude the same instrument, which has an evolutionary trend: some striae can therefore be modified. Technical problems (orientation of the lesion and orientation of images, incidence of light, and technical problems related to the scanning electron microscope), can also explain the modification or the appearance or disappearance of some striae. Eventually, the analysis of the striae is partly based on the experience of the observer, which can lead to some degree of subjectivity.