Le matin du 22 mars, 1915, résidents de la petite ville de West Shelby, New York, réveillé par une scène horrible. Une femme vêtue seulement d'une chemise de nuit ensanglantée gisait dans la neige sur le pas de la porte d'un ouvrier agricole immigré, Charles Stielow. De l'autre côté de la rue, dans la ferme où Stielow avait récemment commencé à travailler et où la morte avait tenu maison, Un fermier de 70 ans, Charles Phelps, a été retrouvé abattu et inconscient. Il est décédé quelques heures plus tard.

Après avoir découvert que Stielow avait menti en disant aux enquêteurs qu'il ne possédait pas d'arme à feu, la police l'a arrêté le 21 août, 1915. Au cours du procès de Stielow, un criminologue autoproclamé, Albert Hamilton, a témoigné que les neuf bosses qu'il a dit avoir trouvées à l'intérieur du canon du revolver de calibre .22 de Stielow correspondaient aux neuf marques de rayures qu'il avait identifiées sur les balles de même calibre sur la scène du crime. Bien que Hamilton n'ait jamais présenté son témoignage au jury, déclarant que les conclusions étaient si techniques qu'elles ne pouvaient être discernées que par un expert, Stielow a été reconnu coupable de meurtre au premier degré. Il a été condamné à mort sur la chaise électrique et envoyé à la prison de Sing Sing en attendant son exécution.

Plusieurs personnes connaissant l'affaire, dont le directeur adjoint de Sing Sing, est devenu convaincu que Stielow était innocent et que ses aveux contenaient des mots que le fermier, qui avait un handicap mental, n'aurait pas pu comprendre encore moins prononcé. Juste une semaine avant que Stielow ne soit électrocuté le 11 décembre, 1916, le gouverneur de New York a demandé une nouvelle enquête. Un expert en armes à feu du service de police de la ville de New York a comparé les balles de la scène du meurtre avec celles tirées par l'arme de Stielow. Même à l'oeil, les marques sur les deux séries de balles ne se ressemblaient pas mais pour être sûr, l'opticien Max Poser les a étudiés au microscope. Les balles de la scène du meurtre n'auraient pas pu être tirées avec l'arme de Stielow, a-t-il déclaré.

L'analyse de Poser a non seulement libéré Stielow, il est entré dans l'histoire comme l'un des premiers exemples d'application de techniques médico-légales modernes pour identifier les armes à feu.

Aujourd'hui, les médecins légistes utilisent encore un type de microscope, développé et perfectionné par deux collègues de Poser dans les années 1920, pour examiner les balles ou les douilles de scène de crime, les cylindres métalliques qui contiennent la poudre et les balles avant qu'elles ne soient tirées. Connu sous le nom de microscope de comparaison, le dispositif est constitué de deux microscopes reliés par un pont optique.

L'écran divisé du microscope permet une comparaison côte à côte des minuscules rayures, ou des stries, sur les balles ou les douilles trouvées sur les lieux du crime avec les marques sur les balles ou les douilles tirées par une arme particulière. Ces stries sont imprimées sur les balles lorsqu'elles se faufilent à travers les enroulements en spirale, appelé rayure, vers le bas d'un canon d'arme à feu à haute vitesse et pression.

L'examinateur des armes à feu ajuste la position de la balle testée jusqu'à ce que ses stries correspondent le mieux à celles de la balle sur les lieux du crime. De cette façon, l'examinateur peut donner son avis d'expert sur la question de savoir si les balles sur la scène du crime proviennent de la même arme à feu que celle qui a été testée.

La méthode a beaucoup de succès, mais les résultats de la comparaison sont subjectifs, dépend de l'expertise de l'examinateur. La comparaison visuelle ne permet pas à l'expert en armes à feu de quantifier objectivement le niveau d'incertitude de la comparaison. Par exemple, quelle est la probabilité d'obtenir le résultat de la comparaison si les balles provenaient en fait de la même arme à feu ou d'armes à feu différentes ? Les tribunaux préfèrent désormais ces informations statistiques, lequel est, par exemple, systématiquement fournis par des experts en ADN lorsqu'ils témoignent sur des preuves génétiques.

L'année dernière, Les scientifiques du NIST ont créé une méthode de comparaison informatisée qui peut fournir ces informations numériques. L'algorithme, appelés segments de profil correspondant congruents (CMPS), repose sur des cartes 3D détaillées.

"Les experts en armes à feu sont en fait assez bons pour faire des comparaisons, il ne s'agit donc pas de remplacer le jugement humain par un algorithme informatique, " a noté le scientifique du NIST Robert Thompson, membre de l'équipe NIST. "L'algorithme fournit un moyen d'évaluer mathématiquement la fiabilité des conclusions de l'expert."

Surtout, au lieu de comparer la carte globale, ou profil, d'une balle à l'autre, l'algorithme divise d'abord le profil de chaque balle de scène de crime en minuscules, segments qui ne se chevauchent pas. Puis, il cherche à voir si l'un des segments individuels correspond à une section d'une balle testée.

La segmentation est une caractéristique importante car les balles utilisées sur les scènes de crime se déforment ou se fragmentent généralement après avoir ricoché sur une surface solide ou avoir décéléré rapidement dans le corps humain. En conséquence, les stries rayées peuvent être effacées, étendu ou déplacé en position. La comparaison du profil complet d'une balle aussi déformée avec les marques immaculées d'une balle tirée dans un réservoir d'eau peut indiquer une faible probabilité d'un match, même si les balles peuvent avoir été tirées par le même pistolet. La recherche de caractéristiques correspondantes segment par segment offre un moyen beaucoup plus précis de comparer les scènes de crime et les balles de test.

Avant que l'équipe n'applique sa méthode de comparaison, les chercheurs ont utilisé des techniques de reconstruction d'image pour « redresser » et afficher sous forme de rayures parallèles qui s'étaient déformées ou inclinées à mesure que les balles se déformaient. Mais même après que les marques sur les balles de la scène de crime soient redressées, ils peuvent ne pas s'aligner avec la position de marques similaires sur les balles d'essai. C'est là qu'intervient CMPS, dit Johannes Soons, scientifique de PML. L'algorithme prend une petite partie des marques sur la balle déformée et recherche n'importe quel endroit sur les balles de test qui peut prouver une correspondance. Le logiciel évalue ensuite le nombre de segments trouvés à une position correcte par rapport aux marques sur la balle testée. La méthode s'appuie sur un algorithme plus ancien, développé par le scientifique de PML John Song, qui compare les marques d'armes à feu imprimées sur les douilles.

Dans l'étude initiale que l'équipe dirigée par le NIST a publiée en décembre dernier dans Forensic Science International, les scientifiques n'ont utilisé la méthode CMPS que pour comparer des balles non déformées tirées par des armes connues. L'équipe a tiré 35 balles Luger de 9 mm dans un réservoir d'eau à partir de 10 canons d'armes fabriqués consécutivement.

Chaque baril de l'étude a imprimé des rayures sur les balles. Les chercheurs ont découvert que le CMPS déterminait avec plus de précision l'origine de chaque balle qu'une méthode de comparaison qui ne divise pas les marques de balles en segments.

Dans la dernière étude de l'équipe, publié dans le Forensic Science International de janvier, les chercheurs ont utilisé pour la première fois la méthode CMPS pour examiner des balles déformées. L'équipe a tiré 57 balles avec divers degrés de fragmentation du même pistolet de 9 mm dans un réservoir d'eau. Pour créer des fragments de balle avec divers degrés de déformation, les chercheurs ont pointé l'arme à un léger angle, de sorte que les balles ont frappé les côtés d'un tube en acier de gros calibre placé devant le réservoir d'eau au lieu de tirer directement dans l'eau.

L'équipe a effectué deux types de tests à l'aide du logiciel de reconstruction d'images et de l'algorithme CMPS. Les chercheurs ont comparé les marques gravement déformées sur les balles avec celles imprimées sur des balles de référence presque vierges tirées directement dans le réservoir d'eau. Ils ont également comparé des balles déformées avant et après la reconstruction de l'image qui a redressé les marques déformées. Les scientifiques ont découvert qu'ensemble, la reconstruction d'image et le CMPS ont considérablement amélioré la capacité de faire correspondre les marques sur les balles déformées entre elles et avec les balles vierges.

L'équipe envisage maintenant de mener d'autres études pour tester la méthode CMPS. Avec la liberté - et peut-être la vie - d'un accusé en jeu, ces études sont essentielles pour déterminer si – et quand – le CMPS peut être systématiquement intégré à l'analyse et au témoignage des experts en armes à feu, dit Soons.

Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation du NIST. Lisez l'histoire originale ici.