La migration des papillons est, avec celle des criquets, l'un des types les plus visibles et les plus connus de migrations d'insectes. Comme toute migration animale, il s'agit d'un déplacement, souvent sur de longues distances, à caractère périodique et impliquant un retour (sinon il s'agit d'une colonisation ou d'une invasion).
L'expression de comportements migratoires est confirmée chez plus de trois cents espèces de papillons, principalement tropicales. Pour certaines espèces, la migration est effectuée aller et retour par le même individu mais, le plus souvent, étant donné la faible longévité des imagos, elle est constituée d'une migration primaire et ce sont les descendants de ces migrateurs qui effectuent la migration de retour. La fréquence et la distance des migrations varient grandement selon les espèces ; elles peuvent être annuelles ou occasionnelles, couvrir de grandes distances ou se limiter à une dispersion à partir de l'aire de naissance.
Étude des migrations thumb|Monarque (Danaus plexippus) le grand migrateur en Amérique. C’est en observant, au , la présence aux Pays-Bas et au Royaume-Uni de papillons ne pouvant pas survivre aux rigueurs de l’hiver que des entomologistes ont supposé l’existence de migrations chez certaines espèces de lépidoptères Antoine Lévêque, Étude des migrations de papillons en France, Insectes 33(1), , 2003.
Les vrais migrateurs seraient donc des papillons présents en un lieu où ils ne pourraient pas survivre aux rigueurs de l’hiver, et c'est sur cette base que Willy Troukens a établi en 1981 le statut de papillon migrateur en Belgique Marcel Gillard, Étude des papillons migrateurs, Notes fauniques de Gembloux, , 2000, . Néanmoins, dans une population, il est possible d’avoir la présence de papillons autochtones, renforcée saisonnièrement par l’arrivée d'individus migrateurs. De plus, si la distinction entre vrais migrateurs ne pouvant survivre à l'hiver, migrateurs douteux et faux migrateurs peut être pertinente en Belgique, elle est très difficilement applicable en France, où des espèces migrent entre le Sud et le Nord du pays, et pas du tout applicable aux migrations dues à la mousson en Asie.
Historique des observations L'observation archivée la plus ancienne date de 1100. Il s'agit d'une migration de papillons, sans doute des Pieridae, allant du royaume de Saxe jusqu'en BavièreCarrington Bonsor Williams, « Insect Migration », The New Naturalist 36, Collins, Londres, 1958, et 19. Autre observation dans les Chronicles of Calais in the Reigns of Henry VII and Henry VIII (Saint-Pierre-lès-Calais)Richard Turpyn, Chronicles of Calais in the Reigns of Henry VII and Henry VIII, Camden Society, Grande-Bretagne, British Library, 1846, . Il s'agissait peut-être de Pieris brassicae, qui migre à cette période et dans cette direction.
Ces observations ne se limitent pas à l'Europe. Au Japon, vers 1248, deux migrations de papillons jaunes sont observées le long de la côte, près de Kamakura.
Le , l'équipage du , qui se trouve alors en Amérique du Sud à l'embouchure du Rio de la Plata, est témoin d'une migration massive de Colias, mais ceux-ci n'étaient pas seuls dans ce nuage de migrants. vignette|Belle-dame (Vanessa cardui), une grande migratrice en Europe.
Une migration de belles-dames (Vanessa cardui) du 8 au est restée célèbre : plus de 100 témoignages provenant d'Espagne, de France, d'Italie, d'Allemagne, de Suisse, des Pays-Bas, de Belgique et des îles Britanniques ont été rapportés. Au lac de Neuchâtel, . Une autre migration exceptionnelle a eu lieu du 3 au , en une bande large de 1 kilomètre, des vanesses du chardon qui se reposent le près du col du Saint-Gothard, puis repartent pour le lac de Constance et Karlsruhe. Une autre migration importante de belles-dames survolant la Suisse a été rapportée en 1949, un vol continu entre Berne, Berthoud, Langenthal, Zofingue, Aarau, Lenzbourg, Zurich, Gossau, Frauenfeld et le lac de Constance sur un front d’une largeur de ..
Premières études Edward Newman le premier soutient que le Marbré de Fabricius (Pontia edusa), le Sphinx du laurier-rose (Daphnis nerii) et l'Azuré porte-queue (Lampides boeticus) peuvent traverser la Manche pour atteindre les îles Britanniques. Puis en 1842, Pierre Marcel Toussaint de Serres dans Des causes des migrations de divers animaux... rapporte la migration en France de différents papillons venant d'Afrique du Nord. Ils ne furent pas crus P.-G. De Rouville, , Jean Martel Ainé, Imprimeur de l'académie, Montpellier, 1863.
C'est la publication d'un article intitulé Migration of Butterflies, écrit par Carrington Bonsor Williams et publié dans Entomologists Record puis, en 1925, dans Nature, qui fait la preuve de la migration des papillons. Cet article comportait plus de rapports concernant plus de 200 espèces de papillonsC. B. Williams, Migrations of Butterflies, Nature 118, 24 juillet 1926, Williams Carrington Bonsor, The Migration of Butterflies, Oliver et Boyd, Edinburgh, 1930.
Au , les entomologistes anglais et à leur suite les Néerlandais, les Allemands et les Danois ont créé des bureaux d'étude reposant sur un réseau d'observateurs. En 1964, Kurt Harz fonde le Centre allemand d'études pour la migration des papillons, qui couvre toute l'Europe Centrale. Ses travaux publiés dans Atalanta, la revue de l'association, permettent de dessiner une carte des flux migratoires des papillons, même si le trajet de retour demeure incertainCatalogue des articles de Kurt Harz , Deutsche National Bibliothek.
Les Belges ont fondé leur bureau d'étude en 1984. En France, les études ont commencé pour le Vulcain en 1998, puis pour la Belle-Dame en 2000.
Méthodes Actuellement, l'étude des migrations des papillons comporte les comptages visuels, le suivi des échos radar, le marquage et l'étude génétique qui permet de différencier un migrateur d'un autochtone.
En 1996, une migration de Belles-Dames a été suivie dès son départ d'Algérie, et quatre jours plus tard elles étaient arrivées dans le Sud de l'AngleterreHervé Morin, le Monde, 5 février 2010.
En Amérique du Nord, les nuages de papillons en migration sont parfois si denses qu'ils sont nettement visibles des radars météorologiques. En 2017, un nuage de papillons d'environ de large et volant près du sol a été ainsi observéMassive butterfly wave puzzles meteorologists | Science News | publié le 5 oct2017.
Espèces migratrices Plus de 300 espèces sont reconnues migratrices mais peu ont été étudiées. Il est possible que d'autres espèces soient migratrices sans que ces migrations aient été décrites ou étudiées. Les espèces répertoriées ci-dessous sont celles dont la migration a été documentéeTom Tolman, Patrice Leraut, Richard Lewington, Guide des papillons d'Europe et d'Afrique du Nord, Delachaux et Niestlé, 1998 ..
Migrateurs réguliers On trouve des espèces migratrices régulières dans toutes les familles de rhopalocères :
Chez les Papilionidae, le Flambé (Iphiclides podalirius) est migrateur au nord de son aire de répartition, en Belgique, en Lettonie, Estonie et Lituanie, ainsi que dans le Nord de l'Allemagne et de la Pologne. Chez les Nymphalidae se rencontrent les migrateurs les mieux étudiés. Dans la sous-famille des Nymphalinae sont connus comme migrateurs des espèces du genre Vanessa, telles que la Vanesse des perlières (Vanessa virginiensis), l'Australian Painted Lady (Vanessa kershawi), la Belle-Dame (Vanessa cardui) et le Vulcain (Vanessa atalanta), mais aussi du genre Nymphalis telles que la Grande tortue (Nymphalis polychloros), le Morio (Nymphalis antiopa), la Tortue faux-gamma (Nymphalis vau-album), la Vanesse du saule (Nymphalis xanthomelas) et même un membre du genre Hypolimnas, la Nymphale du pourpier (Hypolimnas misippus). Dans la sous-famille des Danainae, les migrateurs étudiés sont le Petit monarque (Danaus chrysippus) et le Monarque (Danaus plexippus), et dans la sous-famille des Heliconiinae, le Petit nacré (Issoria lathonia).
Chez les Pieridae, les migrations ont aussi été très étudiées. Dans la sous-famille des Coliadinae, ont été étudiées la migration des Colias, tels que le Citrin (Colias erate), le Fluoré (Colias alfacariensis), le Souci (Colias crocea) et le Soufré (Colias hyale), ainsi que celle d'un Aphrissa, Aphrissa statira. Dans la sous-famille des Pierinae, on trouve des migrateurs dans le genre Pieris, par exemple la Piéride du chou (Pieris brassicae) et la Piéride de la rave (Pieris rapae), et dans le genre Pontia, le Marbré de Fabricius (Pontia edusa) et le Marbré de vert (Pontia daplidice).
Chez les Lycaenidae, connus pour leur petite taille, l'Azuré de la luzerne (Leptotes pirithous), l'Azuré du trèfle (Cupido argiades) et l'Azuré porte-queue (Lampides boeticus) (10 à d'envergure pour ceux-ci) sont des migrateurs réguliers avérés.
Chez les Hesperiidae, de très importantes migrations de Badamia exclamationis ont été rapportéesCaldwell Journal lepidopterist.
Les papillons dits « de nuit » ne sont pas en reste, et certains d'entre eux ont eu leurs migrations étudiées. C'est le cas de plusieurs Sphinx, tel que le Moro-sphinx (Macroglossum stellatarum), le Sphinx du liseron (Agrius convolvuli), le Sphinx tête de mort (Acherontia atropos) et le Sphinx livournien (Hyles livornica), mais aussi de Noctuelles comme la Noctuelle baignée (Agrotis ipsilon), le Bogong (Agrotis infusa) et la Noctuelle gamma (Autographa gamma). Parmi les Yponomeutoidea, Plutella xylostella est lui aussi un migrateur régulier.
Migrateurs occasionnels Chez les Nymphalidae, plusieurs espèces sont dites migratrices occasionnelles, sans qu'il soit bien établi si elles sont migratrices habituelles à l'intérieur de leur aire et occasionnellement en dehors, ou si elles ont une tendance dispersive, ce qui leur confère le statut de « migrateurs occasionnels ». Ce sont par exemple le Nacré des Magyars (Argyronome laodice), le Pacha à deux queues (Charaxes jasius), le Paon-du-jour (Aglais io), la Vanesse du céanothe (Nymphalis californica), Junonia lemonias et le Blue Tiger (Tirumala limniace).
Tendance dispersive Certains imagos quittent leur lieu d'origine et migrent pour coloniser de nouveaux territoires plus ou moins proches. Cette tendance dispersive en fait des migrateurs à l'intérieur de leur aire de répartition.
thumb|Distribution du Monarque.
C'est le cas chez les Papillonidés pour le Machaon (Papilio machaon). Parmi les Nymphalidés, le Paon-du-jour (Aglais io) pratique des migrations locales les années chaudesA. J. Rösel von Rosenhof, Les insectes, éd Mazenod . L'Échancré (Libythea celtis) est connu lui aussi pour sa tendance dispersiveTom Tolman, Patrice Leraut, Richard Lewington, op. cit., . Ceux des Pieridae qui ne sont pas migrateurs vrais, ont pour beaucoup cette tendance à la dispersion, avérée pour le Gazé (Aporia cataegi) et la Piéride du tapier (Ascia monuste). En Asie, Catopsilia pomona et aussi les nymphalidés Acraea terpsicore et Tirumala limniace migrent à l'intérieur de leur aire de répartition.
Cette tendance dispersive équivalente à une migration peut entraîner une extension de l'aire de répartition. L'espèce appelée Carte géographique (Araschnia levana) et le Robert-le-Diable (Polygonia c-album), par des migrations successives, augmentent leur aire de répartition ou réinvestissent des territoires perdus. Le Tawny Coster (Acraea terpsicore), en agrandissant son territoire, est apparu en Malaisie..
Le Monarque a colonisé les îles Hawaï en 1845, les îles Marquises en 1860, la Nouvelle-Calédonie et la côte ouest de l'Australie en 1870, avant de se répandre en Nouvelle-Zélande, en Inde, en Malaisie et en BirmanieLe monde fascinant des insectes, éd Audubon/Larousse, .
Migrations « suicidaires »