Lors de sa garde à vue, celui qui était alors considéré comme le principal suspect du meurtre d'Alexia Daval a été auditionné à cinq reprises. Selon BFMTV, les gendarmes l'ont d'abord invité à s'exprimer sur ce qu'il avait fait le samedi matin avant de lui présenter tous les éléments qui entraient en contradiction avec sa version des faits (sa voiture avait borné dans la zone du bois d'Esmoulins, des traces de pneus de son véhicule avaient été trouvées près du corps de sa femme, ainsi qu'un drap que la mère d'Alexia a reconnu...). Après avoir nié en bloc, plusieurs heures durant, Jonathann Daval s'est entretenu avec ses avocats à l'issue de la 4e audition. Ces derniers lui ont alors conseillé d'avouer, s'il avait des choses à dire. De retour dans la salle où a été mené l'interrogatoire, en pleurs, il a finalement admis avoir tué sa femme et expliqué comment il avait transporté le corps. Selon son avocat, "la préméditation n'a pas été retenue".
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