Bayesian networks and the evaluation of scientific evidence in forensic science

Résumé Ce travail de thèse étudie des moyens de formalisation permettant d'assister l'expert forensique dans la gestion des facteurs influençant l'évaluation des indices scientifiques, tout en respectant des procédures d'inférence établies et acceptables. Selon une vue préconisée par une partie majoritaire de la littérature forensique et juridique - adoptée ici sans réserve comme point de départ - la conceptualisation d'une procédure évaluative est dite 'cohérente' lors qu'elle repose sur une implémentation systématique de la théorie des probabilités. Souvent, par contre, la mise en oeuvre du raisonnement probabiliste ne découle pas de manière automatique et peut se heurter à des problèmes de complexité, dus, par exemple, à des connaissances limitées du domaine en question ou encore au nombre important de facteurs pouvant entrer en ligne de compte. En vue de gérer ce genre de complications, le présent travail propose d'investiguer une formalisation de la théorie des probabilités au moyen d'un environment graphique, connu sous le nom de Réseaux bayesiens (Bayesian networks). L'hypothèse principale que cette recherche envisage d'examiner considère que les Réseaux bayesiens, en concert avec certains concepts accessoires (tels que des analyses qualitatives et de sensitivité), constituent une ressource clé dont dispose l'expert forensique pour approcher des problèmes d'inférence de manière cohérente, tant sur un plan conceptuel que pratique. De cette hypothèse de travail, des problèmes individuels ont été extraits, articulés et abordés dans une série de recherches distinctes, mais interconnectées, et dont les résultats - publiés dans des revues à comité de lecture - sont présentés sous forme d'annexes. D'un point de vue général, ce travail apporte trois catégories de résultats. Un premier groupe de résultats met en évidence, sur la base de nombreux exemples touchant à des domaines forensiques divers, l'adéquation en termes de compatibilité et complémentarité entre des modèles de Réseaux bayesiens et des procédures d'évaluation probabilistes existantes. Sur la base de ces indications, les deux autres catégories de résultats montrent, respectivement, que les Réseaux bayesiens permettent également d'aborder des domaines auparavant largement inexplorés d'un point de vue probabiliste et que la disponibilité de données numériques dites 'dures' n'est pas une condition indispensable pour permettre l'implémentation des approches proposées dans ce travail. Le présent ouvrage discute ces résultats par rapport à la littérature actuelle et conclut en proposant les Réseaux bayesiens comme moyen d'explorer des nouvelles voies de recherche, telles que l'étude de diverses formes de combinaison d'indices ainsi que l'analyse de la prise de décision. Pour ce dernier aspect, l'évaluation des probabilités constitue, dans la façon dont elle est préconisée dans ce travail, une étape préliminaire fondamentale de même qu'un moyen opérationnel.

Raman analysis of multilayer automotive paints in forensic science: measurement variability and depth profile?

The aim of this work is to study the influence of several analytical parameters on the variability of Raman spectra of paint samples. In the present study, microtome thin section and direct (no preparation) analysis are considered as sample preparation. In order to evaluate their influence on the measures, an experimental design such as 'fractional full factorial' with seven factors (including the sampling process) is applied, for a total of 32 experiments representing 160 measures. Once the influence of sample preparation highlighted, a depth profile of a paint sample is carried out by changing the focusing plane in order to measure the colored layer under a clearcoat. This is undertaken in order to avoid sample preparation such a microtome sectioning. Finally, chemometric treatments such as principal component analysis are applied to the resulting spectra. The findings of this study indicate the importance of sample preparation, or more specifically, the surface roughness, on the variability of the measurements on a same sample. Moreover, the depth profile experiment highlights the influence of the refractive index of the upper layer (clearcoat) when measuring through a transparent layer.

On the use of IRMS in forensic science: proposals for a methodological approach

The flourishing number of publications on the use of isotope ratio mass spectrometry (IRMS) in forensicscience denotes the enthusiasm and the attraction generated by this technology. IRMS has demonstratedits potential to distinguish chemically identical compounds coming from different sources. Despite thenumerous applications of IRMS to a wide range of forensic materials, its implementation in a forensicframework is less straightforward than it appears. In addition, each laboratory has developed its ownstrategy of analysis on calibration, sequence design, standards utilisation and data treatment without aclear consensus.Through the experience acquired from research undertaken in different forensic fields, we propose amethodological framework of the whole process using IRMS methods. We emphasize the importance ofconsidering isotopic results as part of a whole approach, when applying this technology to a particularforensic issue. The process is divided into six different steps, which should be considered for a thoughtfuland relevant application. The dissection of this process into fundamental steps, further detailed, enablesa better understanding of the essential, though not exhaustive, factors that have to be considered in orderto obtain results of quality and sufficiently robust to proceed to retrospective analyses or interlaboratorycomparisons.

Adam Politzer (1835-1920) et l'histoire de l'otologie moderne

Problématique et plan de l'ouvrage Au début des années 1970, apparaît une nouvelle approche de l'histoire qui proclame le primat de la démarche scientifique sur les options philosophiques ou le primat de la démarche intellectuelle sur les documents historiques. L'historien va dorénavant échafauder des hypothèses qu'il soumet ensuite à vérification et qu'il rectifie en conséquence. En effet, il n'y a pas de faits historiques en soi, qu'il suffirait d'extraire des documents et de raccorder à d'autres faits pour constituer une suite chronologique naturelle. L'histoire thématique s'impose en analysant le fonctionnement et la contextualisation au détriment de la pure description des faits. Les histoires ne sont jamais équivalentes : elles peuvent expliquer les choses différemment ou donner plus d'importance à une observation particulière et en laisser d'autres dans l'ombre. Cinq problématiques principales se dégagent de la vie de Politzer, problématiques assimilables à cinq métiers qui seront détaillés dans ce travail : le métier de clinicien, le métier de chercheur, le métier d'enseignant, le métier d'historien et le métier d'artiste et collectionneur d'art. Trois de ces métiers font partie intégrante de celui de médecin qui fut l'occupation principale de Politzer durant la plus grande partie de sa vie. Chaque problématique est développée sur le même principe : élaboration du contexte historique et particulier, description des données observables relatives à Politzer, établissement d'un lien entre le contexte et les composantes vérifiables pour en tirer une conclusion, ou plutôt démontrer la véracité de la problématique, tout en gardant à l'esprit que les faits ont toujours le dernier mot face aux théories. Cette démarche scientifique va permettre de mieux comprendre l'importance et la place prises par Politzer dans l'histoire de l'otologie et la société viennoise de la fin du XIXe siècle. L'ouvrage va s'articuler autour de ces cinq problématiques étudiées. Après une introduction générale, un chapitre biographique présente les origines de la famille Politzer et ses années de jeunesse. Il est complété par un autre chapitre sur ses années d'études de médecine avant d'entrer dans le vif du sujet des différents métiers de Politzer. Dans le chapitre concernant Politzer enseignant, une place toute particulière est accordée à la naissance de l'otologie, en tant que spécialité médicale à part entière, dans la première moitié du XIXe siècle. Cette étape fut importante, car elle permit à l'otologie de véritablement s'épanouir dans la seconde moitié du XIXe siècle. Cela aide à situer avec précision les travaux scientifiques entrepris et publiés par Politzer. Avant la conclusion, deux petits chapitres biographiques présentent la vie privée de Politzer et ses descendants. Une chronologie biographique et une bibliographie la plus exhaustive possible des travaux de Politzer sont ajoutées en annexe accompagnées de documents choisis et écrits par et sur Politzer. Deux de ces textes reflètent plus particulièrement certaines prises de position de Politzer concernant l'importance de l'otologie.