Sang 4 : Taches de sang passives – scène de crime

But : Comment les scientifiques analysent-ils les taches de sang ?

Objectifs : Les élèves seront en mesure de :
1) Comprendre comment la composition moléculaire d’un liquide affecte sa viscosité, sa tension superficielle et sa densité.
2) Expliquer comment les caractéristiques physiques du sang affectent les motifs qu’il forme à l’impact.
3) Discutez de la façon dont différentes surfaces affectent l’apearance des taches de sang.
4) Travaillez en groupes pour étudier comment la hauteur et l’angle d’impact affectent l’apparence des
motifs d’éclaboussures de sang.
Motivation : Montrez aux élèves divers liquides — lait, eau, sang, sirop de maïs, etc. — et demandez-leur de prédire quel liquide s’écoulera le plus rapidement sur une surface inclinée. Discutez de la viscosité (la résistance d’un liquide à l’écoulement).
Combien de gouttes de chaque liquide peuvent être placées sur un penny sans déborder ? Discutez de la tension superficielle.
Contexte :
Blood is considered to be a fluid. A fluid is a substance with no fixed shape and is subject to external pressure. A fluid can be either a liquid or a gas. A liquid is a fluid that has a fixed volume while a gas is afluid that can expand indefinitely.

Viscosity: Viscosity is defined as a fluid’s resistance to flow. The more viscous a substance is, the more slowly it will flow. The SI unit for viscosity is the Pascal second. Fluid viscosity is compared to water that has a viscosity of one. Blood is thicker than water and is viscous primarily due to the cellular component. The viscosity of some common substances, including blood:

Liquid Viscosity (mP·s-1)
Milk (25oC) 3
Blood (37oC) 3-4
Glycerin (20oC) 1420
Mercury (15oC) 1.55
Water (20oC) 1.0
Water (100oC) 0.28

Surface tension: Surface tension is the force that pulls the surface molecules towards the interior of a liquid, decreasing the surface area and causing the liquid to resist penetration or separation. Surface tension is the tendency of the surface of a liquid to contract to the smallest area possible. The fluid is able to do this as the cohesive forces are stronger on the surface of liquids as there are no neighbouring molecules above. Par conséquent, les forces d’attraction entre les molécules et leurs voisins les plus proches à la surface sont plus fortes ; la force de tension superficielle exerce en fait une force vers le haut. La tension superficielle revient à avoir un film élastique sur la surface.
La tension superficielle est importante dans l’analyse des motifs de taches de sang car;
la force gravitationnelle doit surmonter la tension superficielle du sang avant qu’une goutte de sang puisse tomber, et les gouttes de sang restent intactes lorsqu’elles se déplacent dans l’air en raison de la tension superficielle.

Densité :

La densité est définie comme la masse par unité de volume. La densité de l’eau est de 1000 kg/m3. La densité du sang est proportionnelle à la concentration totale en protéines ou au composant cellulaire du sang et n’est influencée que dans une faible mesure par les autres ions, gaz, etc. qui sont dissous dans le plasma. La densité du plasma sanguin est d’environ 1025 kg/m3 et la densité des cellules sanguines circulant dans le sang est d’environ 11 25 kg/m3. La densité moyenne du sang total pour un humain est d’environ 1060 kg/m3.

Gouttes de sang : L’application d’une force à une masse de sang entraîne la fragmentation de cette masse en gouttelettes. Lorsqu’une gouttelette de sang se déplace dans l’air, elle conserve une forme sphérique en raison de la tension superficielle. Les gouttes les plus petites (1 mm de diamètre et moins) sont des sphères presque parfaites, tandis que les gouttes plus grosses oscillent en raison d’une série d’autres forces agissant sur la goutte. Les gouttes ne se « brisent » pas lorsqu’elles sont en mouvement ; il faudrait appliquer une autre force pour que les gouttes se divisent davantage. Les oscillations n’ont généralement aucun effet sur le modèle d’éclaboussures qui en résulte, sauf dans les cas où il n’y a que quelques taches et qu’elles sont présentes sur des surfaces situées à moins de 100 cm de la source.
Impact : Lorsqu’une gouttelette de sang frappe une surface horizontale à 90 degrés, elle produit une tache circulaire. Si la texture de la surface est lisse, comme du verre ou un carreau poli, la tension superficielle maintiendra la gouttelette dans le motif circulaire. En fait, la surface influence l’écoulement. La tension de surface assure que la gouttelette s’effondre uniformément cependant la surface lisse signifie que l’écoulement du bord est uniforme.

Direction : Les enquêteurs de la scène de crime peuvent déterminer la direction dans laquelle une goutte de sang se déplaçait car les gouttelettes impactent les surfaces de manière uniforme. La gouttelette continuera à se déplacer le long du même chemin qu’elle parcourait avant de frapper la surface. Lorsqu’elle heurte une surface, le sang contenu dans la gouttelette se déplace vers l’extérieur pendant la phase d’effondrement, créant une tache elliptique ou circulaire. Le grand axe de la tache (grand axe) fournit une indication de la direction dans laquelle la gouttelette se déplaçait avant d’entrer en contact avec la surface réceptrice et donc de la direction dont elle provenait.

Analyse des motifs de taches de sang : Les scènes de crime qui impliquent une effusion de sang contiennent souvent une foule d’informations sous la forme de taches de sang. Le motif, la taille, la forme et l’emplacement de ces taches peuvent être très utiles pour la reconstitution des événements qui se sont produits.

Catégories de taches de sang

1. Passive
a. formée par la force de gravité agissant seule
b. subdivisée (gouttes, motifs de gouttes, flaques, caillots)
c. suintant ou jaillissant du corps, goutte à goutte du doigt ou du bras, gouttes d’un couteau

2. Transfert
a. la surface sanglante humide entre en contact avec une surface secondaire
b. Essuyage, bavure, glissement ou maculage
c. exemples, bavure de doigt, main essuyée sur un vêtement, empreinte de chaussure, motif de tissage sur un pantalon

3. Éclaboussures de sang projetées
a. lorsque la source de sang exposée est soumise à une action ou à une force supérieure à la gravité
b. Activité interne (sang expiré) OU force externe (coup de couteau, coup de poing, coup de feu)
c. subdivisé
– jaillissement/jet artériel
– taches projetées : sang libéré d’un objet porteur de sang en mouvement
– éclaboussures d’impact : la source de sang reçoit un coup ou une force entraînant une
dispersion aléatoire de plus petites gouttes

Synthèse de la leçon:
Les preuves d’éclaboussures de sang jouent un rôle clé dans l’analyse médico-légale. Comment la hauteur, la vitesse et la direction influencent-elles la forme des éclaboussures de sang ?
Exercice 1 : Le sang est libéré sous forme de gouttes uniques depuis différentes hauteurs et le diamètre de la tache qui en résulte est mesuré. Les élèves établissent un graphique de la hauteur à partir de laquelle le sang a été lâché en fonction du diamètre de la goutte. Ce graphique peut être utilisé pour prédire la hauteur d’où provient une goutte de sang, si seuls le diamètre de l’éclaboussure et la taille de la goutte sont connus. A quelle hauteur le diamètre de la goutte cesse-t-il d’augmenter ? Pourquoi cela se produit-il ?
Exercice 2 : les élèves laissent tomber plusieurs gouttes de sang depuis plusieurs hauteurs. Comment la hauteur affecte-t-elle l’apparence des gouttes ? Répétez l’exercice sur différentes surfaces. Comment la texture de la surface affecte-t-elle l’apparence des gouttes ?