Détection de traces digitales par déposition métallique sous vide sur des surfaces modifiées chimiquement
Natalia Pawlowska mène cette recherche doctorale en science forensique au sein de l’Ecole des sciences criminelles de la FDCA de l'Université de Lausanne.
Lors de ses études de Master en chimie analytique à l’Université de Toronto, Natalia Pawlowska a cherché à comprendre comment certains phénomènes physico-chimiques interagissent dans le fonctionnement des biocapteurs. La détection des traces digitales est aussi affaire d’interactions, entre la surface et la trace ainsi qu’avec la technique de détection. Et c’est assez naturellement qu’elle a entamé, sous la direction du Professeur Andy Bécue, une recherche doctorale sur ce sujet à l’Ecole des sciences criminelles : Investigation of fingermark detection by vacuum metal deposition (VMD) on modified glass substrates and polymers.
La recherche de Natalia Pawlowska porte sur la technique de détection de traces digitales appelée VMD, pour Vacuum Metal Deposition. Elle consiste à révéler des traces digitales sur différentes surfaces en les plaçant dans une chambre à vide où elles sont ensuite soumises à des dépositions successives de particules métalliques vaporisées. Avec le VMD, la surface est un élément majeur du processus de détection. En effet, l’efficacité de développement des traces digitales peut varier fortement d’une surface à une autre.
Si les variations observées avec la VMD ont très souvent été étudiées de manière empirique en comparant différents types de polymères existants, pour Natalia Pawlowska l'étude des surfaces à elle seule ne suffit pas. Elle a donc décidé de modifier une surface conventionnelle dont les résultats sont prévisibles, le verre, à l'aide d'une substance qui modifie la chimie de surface et la rugosité (nanostructure) du substrat. Plus précisément, elle a cherché à augmenter ou diminuer le caractère hydrophobe des surfaces traitées. Pour ce faire, elle a utilisé la chimie du trichlorosilane qu’elle a adaptée de ses précédents travaux sur les biocapteurs.
Natalia Pawlowska a demandé à différents donneurs de déposer sur ce verre traité des traces digitales. Traces qu’elle a soumises à diverses conditions de développement de la VMD, en faisant notamment varier la quantité d'or sublimé. Après évaluation de la qualité de détection, elle a observé plus en détail ce qui se passe au niveau micro/nanoscopique en utilisant des techniques avancées d'analyse de surface, à savoir la microscopie électronique à balayage (MEB) et la microscopie à force atomique (AFM). En plus des expériences effectuées sur le verre modifié, Natalia Pawlowska s’est aussi attelée à comprendre l’influence des surfaces plastiques (LDPE, HDPE, PET) sur le comportement de la VMD.
Les résultats de Natalia Pawlowska montrent que la modification de la surface du verre avec des alkyltrichlorosilanes impacte directement la qualité de développement des traces digitales. Les surfaces superhydrophobes ou très hydrophobes et rugueuses ont entraîné un développement faible ou nul des traces digitales. Au contraire, les surfaces moins hydrophobes et lisses ont entraîné une amélioration de la qualité de développement. Les analyses avec des techniques avancées de microscopie confirment les différences de nucléation du métal (issu de la VMD) sur différentes surfaces en fonction des propriétés de surface et révèlent des différences dans l'interaction des traces digitales avec ces mêmes surfaces. Les résultats obtenus vont dans le sens des hypothèses concernant le mécanisme de détection de la VMD, notamment au regard du processus de nucléation de l'or et du zinc.
La recherche de Natalia Pawlowska vise à renforcer les connaissances liées à la détection des traces digitales par des techniques avancées, comme la VMD. Elle démontre l'utilité de certaines techniques d'analyse de surface déjà utilisées en science forensique. La science des matériaux est très présente dans le domaine de la criminalistique mais le point de vue de la science des surfaces y est rarement envisagé. En approfondissant les connaissances sur l’utilisation de la chimie des surfaces dans la détection des traces digitales, Natalia Pawlowska espère contribuer à l’amélioration des techniques existantes et au développement de nouvelles techniques de détection de traces digitales.
par Faculté de droit, des sciences criminelles et d'administration publique FDCA