Nous analysons comment des méthodes temps-échelle et temps-fréquence sont appropriées à l'étude de séries temporelles astronomiques échantillonnées irrégulièrement, en terme de recouvrement spectral précis d'une étoile variable. Nous proposons deux types de méthodes qui nous permettent de traiter ce type de signaux : une première approche associée à un spectre global en ondelettes comparable à un spectre de Fourier, une seconde approche temps-fréquence (poursuite adaptée « matching pursuit ») associée à un processus de construction progressive nous permettant d'identifier les structures significatives du signal étudié. Nous appliquons ces méthodes à des simulations et à des courbes de lumière (évolution de la luminosité de l'étoile en fonction du temps) d'étoiles variables. Nous discutons et comparons les résultats obtenus. Cette étude nous permet de conclure que la poursuite adaptée est la méthode la plus efficace, en particulier, elle est indépendante de la qualité de l'échantillonnage des données étudiées.