Soutenance de thèse de HOUSSINE BENABDELHALIM

Après un événement sanglant, les techniciens de scène de crimes peuvent trouver différents indices. Les traces de sang sont parmi les plus fréquentes. En fonction de l’interprétation de ces dernières, les techniciens peuvent reconstituer la scène de crime temporellement et spatialement. Ils analysent la taille, la forme et la répartition des flaques et des gouttes pour proposer différentes hypothèses et conclusions. De nos jours, les tribunaux ont besoin de méthodes et de techniques fiables et scientifiquement validées pour interpréter les traces de sang afin d'éviter les condamnations erronées. Dans cette thèse, un effort a été entrepris pour améliorer et développer de nouvelles méthodes pour les techniciens de scène de crime, par l’incorporation de la mécanique des fluides, la matière molle, et le transfert de chaleur et de masse. Dans la première partie de la thèse, nous étudions l'étalement, le mouillage et le séchage des flaques de sang humain total. Le sang est considéré comme une suspension colloïdale avec un comportement rhéologique complexe. Nous constatons que la surface d'équilibre d'une flaque dépend des conditions environnantes. La séparation de phases, qui se produit pendant l'étalement, est influencée par l'humidité relative et s'explique par la compétition entre la coagulation et l'évaporation du sang. En outre, la cinétique de séchage des flaques de sang est modélisée et un coefficient de diffusion théorique des flaques de sang dans l'air est donné. Ces résultats ont conduit au développement d'une application pour smartphone permettant d'estimer le temps de dépôt des flaques de sang, en utilisant la morphologie de séchage des flaques de sang et le traitement d’images. Outre ces activités, une étude de séparation de phases été réalisée sur la vinaigrette, qui présente un phénomène de séparation de phase similaire à celui du sang. Dans la deuxième partie de la thèse, les traces, résultantes de l'impact de goutte sur différents substrats, sont également étudiée. Dans cette partie, notre intérêt se porte plus précisément sur les traces dites passives. Nous étudions l'impact des gouttes sur des substrats en bois (non-poreux) et des tissus en jean (poreux). Nous rapportons que la dynamique d'étalement et de rétractation des gouttes dépend de la température et de la mouillabilité du substrat. De manière surprenante, l'humidité relative semble également avoir un rôle important sur l'étalement, la rétraction, et bien évidemment sur l'évaporation des gouttes. Le facteur d'étalement maximal et celui de rétraction sont en fonction de l'humidité relative.

After a bloody event, Crime Scene Investigators (CSIs) can find different pieces of evidence. Among them, bloodstain patterns are one of the most encountered. According to their interpretations, CSIs can reconstruct temporally and spatially, the crime scene. They analyze the size, shape, and distribution of pools and drops to offer different assumptions and conclusions. Nowadays, courtrooms require reliable and scientifically validated methods and techniques of interpreting bloodstains to avoid wrongful convictions. In this thesis, an effort has been undertaken to improve and develop new methods for CSIs, by improving forensic methods and understanding using fluid mechanics, soft matter, heat and mass transfer. The first part of the thesis studies the spreading, wetting, and drying of human whole blood pools. Blood is considered a colloidal suspension with complex rheological behavior. We evidenced that the equilibrium area of a pool depends on the surrounding conditions. Phase separation, during spreading, is driven by relative humidity and is explained by the competition between coagulation and evaporation of blood. In addition, the drying kinetics of blood pools is modeled, and a theoretical diffusion coefficient of blood pools into the air is determined. These findings prompted the development of a smartphone application to estimate the deposition time of blood pools, based on the drying morphology of blood pools and image processing. Besides these activities, a phase separation study has been performed on French vinaigrette, exhibiting a similar phenomenon to blood. In the second part of the thesis, drips stain, on different substrates, is also studied. Our interest in this part is more precisely focused on passive stains. We investigate the impact of drops on the wooden floors (non-porous) and jeans fabrics (porous). We report that drip stains spreading and receding dynamics depend on the temperature and wettability of the substrate. Surprisingly, the relative humidity also seems to have an important role in drip stains spreading, retractation, and of course evaporation. The maximum spreading factor and the receding one were found to be functions of relative humidity.