La théorie des odeurs : Comment les cônes de détection se déplacent-ils ?
Dr. Carla Simon
L'odeur est une cible mouvante, portée et déformée par le vent. En tant que maître-chien, l'une des parties les plus difficiles de votre travail consiste à trouver comment aider votre chien renifleur à se rendre là où il doit se trouver pour trouver une odeur, plutôt que de le gêner en le bloquant ou en l'éloignant de l'odeur. C'est pourquoi la compréhension de la théorie des odeurs est essentielle au succès de votre équipe.
La théorie des odeurs fait référence à la manière dont les odeurs se déplacent dans différentes conditions environnementales : vent, altitude/dépression, humidité, température, etc. Que vous soyez à l'intérieur ou à l'extérieur, il y a presque toujours du vent (ou flux d'air). Le vent transporte et déforme les cônes odorants, les rendant plus ou moins faciles à détecter. Sur le terrain, le fait de transporter du ruban adhésif, de la poudre pour bébé ou des crayons à fumée peut vous aider à comprendre comment les odeurs se déplacent.
Étant donné que les humains sont visuels et que les odeurs sont généralement invisibles pour nous, ce cours vous montrera les bases de l'apparence des odeurs dans de nombreuses recherches courantes. Les exemples incluent non seulement des vidéos de grenades fumigènes, mais aussi des recherches sur la façon dont les proies utilisent le vent pour se cacher, augmentant ainsi leurs chances de survie en évitant d'être détectées par les prédateurs. De nombreux concepts sont étudiés plus en détail dans les excellentes ressources énumérées à la fin de cet article.
L'odeur des chiens
Vous vous demandez comment les chiens sentent ? Ils détectent les substances chimiques (odeur cible) transportées dans l'air jusqu'à leur nez. En comparant si l'odeur est plus forte dans leur narine droite ou gauche, ils peuvent naviguer dans le panache odorant pour trouver la source (la plus forte concentration de l'odeur cible).Regardez le Ted-Ed « How do dogs “see” with their nose » (Comment les chiens voient-ils avec leur nez ?) pour une introduction de 5 minutes.
Vous êtes-vous déjà demandé comment votre chien perçoit le monde ? Voici ce qu'il voit. Ce n'est pas très intéressant. Mais ce qu'il sent, c'est une toute autre histoire. Et cela commence par son nez merveilleusement développé.
Lorsque votre chien perçoit les premiers effluves d'air frais, l'extérieur humide et spongieux de sa truffe l'aide à capter les odeurs transportées par la brise. La capacité de sentir séparément avec chaque narine, sentir en stéréo, permet de déterminer la direction de la source de l'odeur de sorte que, dès les premiers instants où il renifle, le chien commence à se rendre compte qu'il n'est pas le seul à sentir, le chien commence à prendre conscience non seulement de la nature des choses qui se trouvent là mais aussi de l'endroit où elles se trouvent.
Lorsque l'air pénètre dans le nez, un petit pli de tissu le divise en deux plis distincts, l'un pour la respiration et l'autre pour l'odorat. Ce deuxième flux d'air pénètre dans une région remplie de cellules réceptrices olfactives hautement spécialisées, plusieurs centaines de millions d'entre elles, contre cinq millions pour nous. Et contrairement à notre façon maladroite d'inspirer et d'expirer par le même passage, les chiens expirent par des fentes sur le côté de leur nez, créant des tourbillons d'air qui aident à attirer de nouvelles molécules odorantes et permettent à la concentration d'odeurs de s'accumuler au cours de plusieurs reniflements.
Mais toute cette architecture nasale impressionnante ne serait pas d'une grande utilité sans un dispositif permettant de traiter la masse d'informations que le nez capte. Or, il s'avère que le système olfactif dédié à l'analyse des odeurs occupe une surface cérébrale bien plus importante chez le chien que chez l'homme.Tout cela permet aux chiens de distinguer et de se souvenir d'une variété stupéfiante d'odeurs spécifiques à des concentrations jusqu'à 100 millions de fois inférieures à celles que notre nez peut détecter.
Si vous pouvez sentir un parfum dans une petite pièce, un chien n'aura aucun mal à le sentir dans un stade fermé, un chien n'aurait aucun mal à le sentir dans un stade fermé et en distinguerait même les ingrédients. Et tout ce qui se trouve dans la rue, chaque personne ou voiture qui passe, le contenu de la poubelle du voisin, chaque type d'arbre, et tous les oiseaux et insectes qui s'y trouvent a un profil olfactif distinct qui indique à votre chien ce que c'est, où c'est, et dans quelle direction il se déplace.
En plus d'être beaucoup plus puissant que le nôtre, l'odorat du chien peut détecter des choses invisibles. Tout un système olfactif séparé, appelé organe voméronasal, situé au-dessus du palais, détecte les hormones que tous les animaux, y compris les humains, libèrent naturellement. Il permet aux chiens d'identifier des partenaires potentiels, ou de distinguer les animaux amicaux des animaux hostiles. Il les alerte sur nos différents états émotionnels, et peut même leur indiquer si une personne est enceinte ou malade.
Parce que l'olfaction est plus primitive que les autres sens, en contournant le thalamus pour se connecter directement aux structures cérébrales impliquant l'émotion et l'instinct, on pourrait même dire que la perception d'un chien est plus immédiate et viscérale que la nôtre. Mais la chose la plus étonnante à propos du nez de votre chien c'est qu'il peut traverser le temps. Le passé apparaît dans les traces laissées par les passants, et dans la chaleur d'une voiture récemment garée où le résidu de l'endroit où vous avez été et de ce que vous avez fait récemment.
Les points de repère tels que les bouches d'incendie et les arbres sont des tableaux d'affichage aromatiques qui transmettent des messages sur les personnes qui sont passées, ce qu'ils ont mangé, et comment ils se sentent. Et l'avenir est dans la brise, les avertissant de l'approche de quelque chose ou de quelqu'un bien avant que vous ne les voyiez. Là où nous voyons et entendons quelque chose en un seul instant, un chien sent toute une histoire, du début à la fin.
Dans certains des meilleurs exemples de collaboration entre l'homme et le chien, les chiens nous aident en partageant ces histoires et en y réagissant. Ils peuvent répondre avec gentillesse aux personnes en détresse, ou par l'agressivité face aux menaces car le stress et la colère se manifestent par un nuage d'hormones reconnaissable au nez du chien. Avec un dressage approprié, ils peuvent même nous avertir de menaces invisibles, ils peuvent même nous alerter de menaces invisibles invisibles, allant des bombes au cancer.
Il s'avère que le meilleur ami de l'homme n'est pas celui qui vit les mêmes choses que nous, mais celui dont le nez incroyable révèle un tout autre monde au-delà de nos yeux.
Pas de vent
Imaginez que vous cherchiez une cachette sur le sol lorsqu'il n'y a pas de vent. En théorie, l'odeur se répand dans toutes les directions de manière égale, formant un bassin d'odeur primaire autour de la cachette, de forme approximativement sphérique :
L'odeur n'est détectable que dans une petite zone circulaire autour de la cache. Par conséquent, lorsque l'air est calme, les chiens de recherche doivent se déplacer très près de la cache pour en détecter l'odeur.
Fig. 1. S'il n'y a pas de vent, l'odeur se propage dans toutes les directions de manière égale, formant un bassin d'odeur sphérique autour de la cachette
Cela dit, en dehors du laboratoire, il y a presque toujours des vents ou des courants d'air. Que vous cherchiez à l'intérieur ou à l'extérieur, attendez-vous à ce qu'il y ait du vent.
Cône olfactif de base
Fig. 2. Cône olfactif de base avec un vent lent et constant.
Lorsqu'il y a un vent lent et constant, l'odeur est transportée loin de la cache dans la direction du vent, à peu près en forme de cône (Fig. 2). Cette odeur en suspension dans l'air est également connue sous le nom de panache odorant. Cette vidéo montre un cône d'odeur au ralenti. L'odeur est plus concentrée près de la source et moins intense plus loin.
Plus le temps de vieillissement ou d'imprégnation est long (entre le moment où une peau est placée dans l'environnement et celui où le chien renifleur commence sa recherche), plus le cône s'élargit, ce qui le rend plus facile à détecter à distance. La distance parcourue par l'odeur varie (en fonction des vents, de l'altitude de la cache et des obstacles présents dans l'environnement), mais l'odeur finit par tomber au sol sous l'effet de la gravité. L'expérience peut aider à améliorer la capacité d'un chien à détecter des odeurs plus éloignées de la source (Conover, 2007, p. 60).
L'odeur humaine
Il est pratiquement impossible de se déplacer dans un environnement sans contaminer la zone de recherche (15, 16). Chaque respiration et chaque mot que vous prononcez déforment l'odeur dans l'environnement de recherche. Par exemple, tous les êtres humains laissent derrière eux de minuscules pellicules de peau qui sont éliminées par le frottement de nos vêtements. Ces débris (appelés « scurf ») tombent de nos têtes exposées, des ouvertures de nos chemises et de nos pantalons (Fig. 3).
Fig. 3. L'odeur humaine tombe vers le sol. Une grande quantité de scurf sort par les interstices de vos vêtements, comme les manches et les jambes des pantalons. Dans l'ensemble, vous créez une pluie d'odeur, représentée en vert. Les courants d'air peuvent transporter l'odeur humaine encore plus loin.
Le professeur John Crimaldi, mécanicien des fluides à l'université du Colorado à Boulder, utilise des lasers pour visualiser l'aspect des odeurs lorsqu'elles se déplacent dans l'espace (17). Dans cette vidéo, 3:28 montre l'aspect d'une seule respiration se déplaçant dans une narine (avec l'autorisation de Nsikan Akpan, 18).
Ensuite, les courants d'air et la gravité entrent en jeu et viennent perturber ce modèle bien ordonné. Lors d'un test, des pellicules ont été prélevées sur des volontaires, puis lâchées d'un mètre cinquante au-dessus du sol. Les flocons ont mis entre 1 et 10 secondes pour toucher le sol, voyageant jusqu'à 9 pieds de distance, alors que la brise était à peine perceptible (15, 16).
La branche de la police scientifique qui s'occupe de l'identification des suspects à partir des listes d'attente établies par les chiens détecteurs d'odeurs de la police est appelée « osmologie » ou « odorologie ». Il est essentiel de recueillir des preuves de l'odeur laissée par les suspects sur la scène de crime car « il est difficile pour les gens d'éviter de laisser des molécules odorantes sur les objets qu'ils ont touchés ou dans les endroits où ils étaient présents, même si un être humain, en tant que source de l'odeur, n'a pas touché directement l'objet mais se trouvait au-dessus » (2).
Récipients et odeurs résiduelles
Lorsqu'une odeur se trouve à l'intérieur d'un contenant, elle remplit d'abord le contenant, puis s'échappe par tous les trous, les fuites et les coutures. Pour illustrer cela, voici une vidéo d'une grenade fumigène à l'intérieur d'un conteneur.
Une fois que la fumée est sortie par tous les trous du conteneur, je déplace le conteneur à l'extérieur. Observez comment le cône olfactif est déformé lorsque je le transporte et lorsque la porte s'ouvre et se ferme. De nombreux maîtres-chiens sont surpris d'apprendre que leurs chiens renifleurs peuvent sentir l'odeur dès qu'ils entrent dans la pièce. En réalité, les chiens renifleurs captent souvent les odeurs des pièces adjacentes par le biais des courants d'air sous les portes. Notez les résidus qui subsistent dans toutes les pièces du bâtiment, quelques minutes après que la peau a été déplacée à l'extérieur.
Dans le magazine Police K-9, Ted Daus explique : « Le terme résiduel signifie : la quantité restante après que la plus grande partie de quelque chose a été enlevée. L'odeur est une odeur distinctive. Ainsi, l'« odeur résiduelle » est ce qui reste après l'élimination de la plus grande partie de quelque chose. Ainsi, l'« odeur résiduelle » est ce qui reste d'une odeur distinctive après que l'objet d'origine a été enlevé ». Il poursuit en disant que : « Les chiens détectent les odeurs et dirigent le maître-chien vers la source de l'odeur, puis le policier recherche les drogues... Chaque maître-chien a fait l'expérience d'un chien qui a détecté une odeur dans un véhicule, mais qui n'a pas trouvé de drogues. Cela ne devrait choquer personne lorsque cela se produit, ni le juge ou les avocats impliqués dans l'affaire lorsqu'ils apprennent qu'un chien ne trouve pas de drogue, mais qu'il ne fait que détecter une odeur de drogue » (19).
Du point de vue du chien, après qu'une peau a été retirée d'un conteneur ou d'un véhicule, l'odeur résiduelle persiste. Personne n'a aspiré le nuage d'odeur dans l'air ! Dans un monde désordonné, vous ne saurez pas toujours quand une odeur résiduelle est présente, car vous ne la verrez pas comme cette grenade fumigène.
En ce qui concerne les chiens renifleurs, les recherches commencent bien avant la ligne de départ. Parfois, ils détectent des odeurs dans votre voiture. Les chiens verts enthousiastes peuvent se coucher lorsqu'ils rencontrent le panache odorant pour la première fois. Le chien et son maître doivent faire preuve de patience pour trouver l'emplacement précis de la source, lorsque l'odeur est détectable dans tout le bâtiment. Pour localiser la source, la plupart des maîtres-chiens pensent à vérifier l'avant, le dessus et les côtés de l'objet. N'oubliez pas de fouiller les six côtés, y compris l'arrière et le dessous, en particulier pour les contenants tels que les boîtes aux lettres et les casiers (voir Fig. 4).
Fig. 4. Lorsque la peau se trouve à l'intérieur d'un récipient (position 1), l'odeur remplit le récipient, sort par tous les trous et les fuites, puis envahit la pièce. N'oubliez pas de vérifier les 6 côtés de l'objet, y compris derrière et en dessous (position 2) pour localiser la source.
Chemin du chien
Dans une recherche contenant une boîte chaude, une trajectoire stéréotypée du chien est représentée en jaune sur la figure 5). Remarque : Idéalement, l'équipe effectue une recherche systématique : boîte 1, boîte 2, etc. En position 1, le chien cherche le panache.
Fig. 5. La trajectoire stéréotypée du chien est représentée en jaune, lorsqu'il n'y a qu'une seule boîte chaude. Lorsque le chien rencontre le panache odorant (en noir), observez les changements de comportement.
Il est important de noter que le chien fait un mouvement de tête (position 2), un changement brusque de direction (2). Le coup de tête ne se produit pas toujours, mais lorsqu'il se produit, il est important de noter l'endroit où il se produit. Dans des conditions idéales, après le coup de tête, le chien passe à la source suivante. Si votre chien a des difficultés à localiser la source, revenez aux zones suggérées par le coup de tête.
Selon Conover (p. 37), « les scientifiques sont désavantagés lorsqu'ils étudient la façon dont les prédateurs utilisent l'olfaction parce que les humains n'ont pas l'acuité olfactive des prédateurs olfactifs. La méthode la plus couramment utilisée par les scientifiques pour déterminer si un prédateur a détecté le panache odorant d'une proie consiste à observer un changement dans le comportement du prédateur. Les chiens de chasse changent immédiatement de comportement lorsqu'ils détectent le panache odorant d'un oiseau. Les chiens deviennent excités, leurs oreilles se dressent, ils courent ou marchent plus vite, tournent directement dans le sens du vent et se déplacent en ligne plus droite qu'auparavant » (2).
Entre les positions 2 et 4, le chien cherche à localiser la plus forte concentration de l'odeur cible. Il se met entre parenthèses, zigzaguant d'avant en arrière, comparant la différence d'intensité de l'odeur entre les narines au fur et à mesure qu'il remonte le cône odorant.
Le chien atteint la source à la position 4. C'est là que se produit l'indication (c'est-à-dire la réponse formelle entraînée).
Ressources
Andrew Rebmann, Edward David. Cadaver Dog Handbook: Forensic Training and Tactics for the Recovery of Human Remains. 2000. CRC Press, Boca Raton, FL.
Conover, Michael. (2007). Predator-Prey Dynamics, The Role of Olfaction (pp. 36-7). CRC Press, Boca Raton.
Carla Simon, How Long Should Hides be Aged? – Scent Work Competition FAQ, 2018. Download at https://nosework.huntersheart.com/2018/02/22/how-long-should-hides-be-aged-soak-time-faq/
https://www.cbc.ca/news/canada/calgary/calgary-weather-2019-marks-fourth-coldest-february-1.5037342
https://www.provincialheating.ca/blog/perfect-room-temperature-winnipeg/
https://www.leisurepro.com/blog/explore-the-blue/difference-thermocline-halocline/
https://en.wikipedia.org/wiki/Thermocline
https://secure.execuread.com/facts/
https://www.thoughtco.com/leeward-and-windward-sides-of-mountain-3444015
William Sanders (2017). Modern Enthusiastic Tracking: The New Step-by-step Training Handbook (pp. 302-307). Stanwood, WA.
https://www.sciencedirect.com/topics/materials-science/convection
http://dronenodes.com/firefighter-drones/
https://study.com/academy/lesson/wind-shear-definition-lesson.html
NJR ZA (2015). [Video file] retrieved from https://en.wikipedia.org/wiki/File:20150226-08h40_to_09h45_-_JBay_-_Wind_shear.ogv
Milo Pearsall and H. Verbruggen, Scent – Training to Track, Search, and Rescue. Alpine Productions, Colorado, USA, 1982. Page 15.
Chris Brown. “Meet Angus, the C. difficile-sniffing dog trained to detect superbugs”, 2016. Downloaded from http://www.cbc.ca/1.3665351.
Nsikan Akpan and Matt Ehrichs. “What a smell looks like”, 2016. PBS News Hour. Retrieved from https://www.pbs.org/newshour/science/what-a-smell-looks-like.
Nsikan Akpan (2016). What a Smell Looks Like [Video file]. PBS News Hour. Retrieved from https://youtu.be/58U52lDTuvk.
Ted Daus (2013). “When does drug dog odor become ‘residual’?” Police K-9 Magazine [web page]. Retrieved from: https://www.policeone.com/police-products/k9/k9-training/articles/when-does-drug-dog-odor-become-residual-5MI27HxiHFyk9afl/.
Canine Olfaction Science & Law (Advances in Forensic Science, Medicine, Conservation, and Environmental Remediation) Ed. Tadeusz Jezierski. 2016, pages 279-284.
