La réaction de couple est l’équivalent de la troisième loi de Newton pour les systèmes angulaires. C’est une conséquence de la loi de conservation du moment cinétique. Dans les hélicoptères, il fait tourner le reste du véhicule dans le sens opposé des pales. Dans les vélos et les motos, il permet aux cyclistes de faire un wheelie.
La troisième loi de Newton, développée par le mathématicien et physicien anglais Isaac Newton, stipule que pour chaque action, il y a une réaction égale et opposée. Cette loi est généralement utilisée dans le contexte des forces linéaires, mais elle s’applique également aux systèmes angulaires ou rotatifs. L’analogie angulaire de la force est le couple. De la même manière qu’une force linéaire peut accélérer une masse linéairement, un couple peut provoquer l’accélération angulaire d’une masse. La réaction égale et opposée à un couple est appelée réaction de couple.
La gestion de cette réaction est un élément fondamental du pilotage d’un hélicoptère. Un hélicoptère génère de la portance en faisant tourner un ensemble de pales qui dévient l’air vers le bas. La réaction égale et opposée de cette force descendante sur l’air est la force ascendante sur l’hélicoptère. Les lames tournantes impliquent également une réaction égale et opposée. Lorsque le moteur fait tourner les pales dans un sens, le reste de l’hélicoptère a tendance à tourner dans l’autre.
Le rotor de queue d’un hélicoptère contrecarre la réaction de couple causée par le moteur essayant de faire tourner les pales principales. Il se compose généralement d’un plus petit ensemble de pales orientées pour souffler de l’air horizontalement. Lorsque la force générée par le rotor de queue annule exactement la réaction de couple, un hélicoptère peut réaliser un vol stable. Sans rotor de queue, un hélicoptère ordinaire commencerait à tourner de manière incontrôlable dans la direction opposée des pales principales.
Le Boeing CH-47 Chinook est un hélicoptère qui résout le problème de couple d’une manière différente. Il utilise deux ensembles de pales comparables, appelés rotors tandem, qui tournent dans des directions opposées. Bien que la rotation de chaque rotor produit sa propre réaction de couple, les deux réactions s’annulent. La conception du rotor en tandem est utilisée sur de nombreux hélicoptères qui doivent soulever de lourdes charges.
La réaction de couple est également importante pour les véhicules terrestres. Une moto fonctionne en appliquant un couple pour faire tourner la roue arrière. Aux faibles accélérations, la réaction de couple n’est pas suffisante pour vaincre le poids de l’avant de la moto. Cependant, lorsqu’un pilote donne suffisamment d’accélérateur, la réaction peut faire décoller l’avant de la moto du sol ou faire un wheelie. Même sans contact avec le sol, le reste d’une moto aurait tendance à tourner dans la direction opposée à une roue arrière en accélération.