Comment la science est-elle appliquée au luminol

Qu'est-ce qu’un lieu de crime et une fête ont-il en commun? Heureusement, ils n’ont qu’une chose en commun : l’utilisation du luminol dans les bâtons lumineux et pour détecter le sang. Cette substance a d’abord été découverte en 1902 et sa chimiluminescence en 1913 par deux scientifiques Curtius et Semper^[1]. Ensuite, Stanley, Parker et Huntress, trois chimistes américains ont synthétisé le luminol en 1934^[2]. En 1937, le chimiste et criminologue allemand Walter Specht a révélé l'hémoglobine par la photographie en testant un mélange contenant du luminol sur différents supports souillés de sang^[3].

1. Comment la science est-elle appliquée au luminol

Le luminol, dont le nom scientifique est 3-aminophtalhydrazide, est un composé organique (un corps à base d'atomes de carbone) et sa formule brute est : C8H7N3O2. Il  contient donc de l'azote, de l'hydrogène, de l’oxygène et du carbone^[4]. Il s'agit d'un solide cristallin, blanc (légèrement jaune)^[5] qui est soluble dans la plupart des solvants organiques, mais il est insoluble dans l'eau^[6]. Le luminol produit un éclat bleu qui dure environ 30 secondes^[7] lorsqu'il est mélangé avec un oxydant adéquat^[8] comme peroxyde d'hydrogène () et d’autres produits chimiques^[9]. Ces substances participent à une réaction d'oxydoréduction, c'est-à-dire une réaction comprenant un échange ou transfert d'électrons entre l'oxydant et le réducteur. L'oxydant capte les électrons du réducteur^[10][11]. Lorsque le luminol et le peroxyde d'hydrogène réagissent, le luminol est oxydé (elle gagne des atomes d'oxygène et perd des électrons), ce qui crée un produit qui dans un état excité (les électrons des atomes d'oxygène sont transférés à des orbites plus élevées et à énergie plus haute) nommé 3-aminophthalate. Cependant, les électrons retombent rapidement pour revenir à un niveau d'énergie plus faible, en émettant une énergie supplémentaire sous forme de photons de lumière. Ce processus est généralement connu sous le nom chimioluminescence^[12]. Le luminol réagit dans les milieux oxydants souvent basiques (ou un ajout d’ions OH-) pour augmenter la rapidité de la réaction^[13][14][15]. L’ajout d’un catalyseur peut aussi accélérer la réaction et produire une lueur plus forte. Pour la détection du sang, le catalyseur est l'ion ferreux Fe2+  contenu dans l’hème de l'hémoglobine^[16][17]. Le luminol peut être synthétisé à partir de l'acide 3-nitrophtalique. De l'hydrazine (N2H4) est chauffée avec cet acide dans un solvant comme le triéthylène glycol à un haut point d'ébullition. Une réaction de condensation avec une perte d'eau se produit, ce qui forme du 3-nitrophtalhydrazide. La réduction du groupe nitrate en un groupe amine avec du dithionite de sodium (Na2S2O4) produit du luminol^[18][19]. [pic 1]

2. Les avantages et les limites de son utilisation

En criminologie, le luminol aiderait à mettre en évidence des traces de sang même si elles sont séchées, en faible quantité, ont été lavées ou sont invisibles à l’oeil nu, ce qui permet de vérifier ou de repérer des scènes de crime^[20][21]. Son utilisation permet entre autres de découvrir le nombre approximatif de coups portés à la victime, le point d'origine de la projection, la nature de l'arme utilisée, la direction du coup, la chronologie des faits^[22] et des informations sur le criminel comme sa pointure ou la marque de ses souliers^[23], qui sont des renseignements essentiels à la résolution d’un crime. De plus, il possède des utilisations en microbiologie et en biochimie : il détecte la présence de certaines protéines dans un milieu de préférence alcalin, marque la réaction antigène-anticorps dans une réaction biochimique et révèle les aliments irradiés, ce qui est utile avec l'accumulation des déchets nucléaires et la contamination des terres cultivées^[24]. Le luminol a aussi une utilité dans le cadre du divertissement puisqu’il est responsable de la lueur des bâtons lumineux qui servent comme décoration ou une signalisation de sécurité^[25]. Cependant, le luminol possède des inconvénients pouvant limiter son utilisation dans les enquêtes criminelles. Par exemple, le luminol réagit aussi avec certains décolorants, la peinture ou le vernis, le cuivre et certains de ses composés, le lichen et le raifort qui sont considérés comme des faux-positifs^[26]. L'eau de Javel est souvent le plus grand problème, car elle peut avoir été utilisée pour nettoyer les taches de sang résultant en une grande section fluorescente qui camouflerait celles-ci et serait alors peu informative^[27]. Il nécessiterait donc l'utilisation d'un test différent pour les trouver. D’ailleurs, sa présence peut empêcher la pratique d'autres tests^[28]. Le luminol va également détecter les petites quantités de sang présentes dans l'urine, le sang animal ou les matières fécales qui produisent le même éclat que s'il s'agissait de sang^[29]. Le luminol est réputé cancérigène à long terme, bien qu’il n’y ait pas encore de preuves concrètes encore. On est néanmoins sûr de sa toxicité^[30]. Les analyses de sang trouvé sur le lieu du crime sont très longues parce que les scientifiques doivent attendre trois mois de délai avant d’obtenir les résultats de leurs écouvillons prélevés^[31].

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