Вскоре профессор объявил, что убийство Гюстава было совершено вовсе не при помощи серной кислоты. Что же послужило причиной смерти? Разъедающие яды на тот момент являлись уже достаточно изученными, однако определить, каким из них воспользовались отравители, оказалось не так-то просто. Из-за отсутствия других методов определения химикалий Стас и его современники часто пробовали их на запах и вкус. Так вот, в данном случае обоняние говорило профессору, что в исследуемом материале присутствует разве что уксусная кислота. Однако Эжебер предупредил: тело обмывали и поливали винным уксусом; видимо, это делалось с целью замаскировать действие какого-то другого яда. После серии опытов Стас пришел к выводу, что преступление совершено при помощи какого-то растительного алкалоида. Однако подобные яды в мертвом теле ранее обнаруживать не удавалось. Тем не менее, химик во время одного из экспериментов почувствовал резкий, какой-то наркотический запах. А среди растительных алкалоидов по запаху можно было определить только два — конин (алкалоид цикуты) и никотин. Дада, тот самый никотин, капля которого, по утверждению медиков, способна убить лошадь! Для того чтобы за несколько минут отправить на тот свет абсолютно здорового человека, требуется всего-навсего 50 миллиграммов этого чрезвычайно ядовитого компонента обычного табака. И действительно, после тщательных проверок стало ясно: орудием убийства служил именно никотин. Кстати, способ выявления в мертвом теле растительных алкалоидов, изобретенный Стасом, стал своего рода революцией в криминалистике, немало огорчившей отравителей всех мастей.
30 ноября Эжебер с группой жандармов отправился в замок Битремон, чтобы вновь обыскать все помещения и допросить слуг. Вскоре выяснилась интересная деталь: по утверждению садовника, граф все лето и осень 1850 года занимался изготовлением одеколона именно из табака. Для этих целей он приобрел большое количество табачных листьев и оборудовал в бане замка настоящую химическую лабораторию. С 28 октября по 10 ноября де Бокармэ работал особенно много, иногда не выходя из своей лаборатории даже по ночам. Затем результат его экспериментов был перенесен в столовую и заперт в шкафу, а на следующий день баня приняла свой обычный вид: колбы и аппараты, которыми пользовался доморощенный химик, исчезли, причем никто из слуг не знал, как и когда это произошло.
От кучера Жиля следователь узнал, что Бокармэ в феврале 1850 года ездил в Гент к профессору химии. Как выяснилось, отравитель посещал некоего профессора Лоппера, назвавшись вымышленным именем; граф неоднократно писал Лопперу и несколько раз бывал у него, чтобы выяснить, каким образом можно извлечь никотин из листьев табака. А чтобы профессор ничего не заподозрил, Бокармэ сочинил историю, будто он приехал из Америки; мол, его родственники страдают от нападений индейцев, имеющих пакостную привычку смазывать свои стрелы растительными ядами. Граф говорил, будто собирается изучать эти вещества для того, чтобы помочь родственникам, а попутно интересовался, правда ли, что такие яды не оставляют следов в теле жертвы.
Отравитель убедил профессора, и Лоппер показал настырному посетителю, как получить никотин. Он же подсказал, где можно заказать необходимые сосуды и оборудование. Аптекарь Ванбенкелер и медник Ванденберг подтвердили, что изготавливали такие предметы для человека, описание которого не оставляло сомнений: речь идет именно о графе де Бокармэ.
А Стас тем временем продолжал исследовать тело несчастного Фуньи; он обнаружил в печени и языке погибшего такое количество никотина, которого хватило бы для убийства десятка людей! Следы этого яда специалисты обнаружили там же в бане, на досках пола столовой и на одежде садовника, который помогал хозяину в изготовлении «одеколона». Кроме того, в саду нашли зарытые тушки кошек и уток, отравленных при помощи никотина; вскоре полиция отыскала замурованные в стене аппараты, использованные для получения яда.
Следствие установило, что де Бокармэ свалил родственника на пол, а графиня в этот момент вливала в рот брата отраву. Однако Гюстав отчаянно сопротивлялся, и никотин разбрызгался. Именно это вынудило чету отравителей выстирать одежду своей жертвы и использовать для сокрытия следов яда уксусную кислоту.
Спустя три месяца, 27 мая 1851 года, в Монсе состоялся суд над супругами де Бокармэ. На тот момент уголовное дело изобиловало такими доказательствами вины графа и его жены, что подсудимым не имело смысла ничего скрывать. Тем не менее Лидия поспешила свалить вину на мужа; она утверждала, будто помогала подготавливать и осуществлять убийство, страшась жестокости графа. А тот упорно твердил: мол, никотин собирал в винную бутылку исключительно для того, чтобы взять его с собой в поездку по Северной Америке. Лидия же, дескать, просто перепутала бутылки вечером 20 ноября, в результате чего угостила брата не вином, а никотином.