Brevet FR3148726A1 — publié le 20241122

Procédé d’épuration d’un gaz par séparation membranaire La présente invention porte sur un procédé d’épuration d’un gaz brut (1) mélange d’au moins A+B, A plus perméable que B, à 3 étages de séparation membranaire (E1, E2, E3), où après compression dans (C1), on sépare : -le gaz brut comprimé (2) dans un 1 er étage (E1) pour obtenir un 1 er rétentat (3) enrichi en B et un 1 er perméat (4) enrichi en A ; -le rétentat (3) dans un 2 e étage (E2) pour obtenir un 2 e rétentat (5) enrichi en B, et un 2 e perméat (6) enrichi en A renvoyé en (C1) et mélangé au gaz brut (1) ; -le 1 er perméat (4) dans un 3 e étage (E3) pour obtenir un 3 e rétentat (7) renvoyé en (C1) et mélangé au gaz brut (1), et un 3 e perméat (8) enrichi en A ; la fraction molaire (ou massique) du constituant A à l’entrée de (E1) étant contrôlée pour être inférieure ou égale à sa fraction molaire (ou massique) dans le gaz brut entrant (1) avant recyclage par réglage de pression du 3 e perméat (8) ou du 2 e perméat (6). Figure à publier : Figure 1. Procédé d’épuration d’un gaz par séparation membranaire La présente invention concerne un procédé d’épuration d’un gaz faisant appel à trois étages de séparation membranaire. A titre d’exemple de gaz à épurer, on peut citer le biogaz à partir duquel on souhaite obtenir un courant riche en dioxyde de carbone (CO 2 ) et un courant riche en méthane (CH 4 ). Par la demande de brevet européen EP 0 799 634 A1, on connaît un procédé d’épuration d’un gaz brut à trois étages de séparation membranaire, le gaz brut étant un mélange d’au moins deux constituants A et B, A étant le constituant ayant la perméance la plus importante. Ce procédé, qui a pour but de séparer le courant de gaz brut en un courant enrichi en A et en un courant enrichi en B, est illustré par le schéma de la . Comme on peut le voir sur ce schéma : on comprime le courant de gaz brut 1 dans un compresseur C1 pour obtenir un courant de gaz comprimé 2 que l’on fait passer dans un premier étage de séparation membranaire E1 pour obtenir : un courant de rétentat 3 ; et un courant de perméat 4 ; on fait passer le courant de rétentat 3 dans un deuxième étage de séparation membranaire E2 pour obtenir : un courant de rétentat 5, lequel constitue le courant enrichi en B recherché ; et un courant de perméat 6 ; on fait passer le courant de perméat 4 dans un troisième étage de séparation membranaire E3 pour obtenir : un courant de rétentat 7 ; et un courant de perméat 8, lequel constitue le courant enrichi en A recherché. Une recompression du gaz est effectuée entre le courant de perméat 4 de l’étage E1 et l’alimentation de l’étage E3. Cette recompression est effectuée à l’aide du compresseur C2 figurant sur le trajet du perméat 4. Sur la , on a également fait figurer des vannes V1 et V2 de régulation de pression qui sont placées sur le trajet des courants respectivement 5 et 7. Le courant de perméat 6 et le courant de rétentat 7 sont recyclés dans le courant 1 avant introduction dans le compresseur C1. Dans le contexte actuel d’augmentation du coût de l’énergie et notamment de l’énergie électrique, il est toujours souhaitable de diminuer la consommation énergétique d’un procédé tout en conservant les performances attendues, telles que, par exemple, les puretés finales recherchées pour le gaz dont on veut séparer les constituants ou encore le rendement de récupération du gaz que l’on souhaite concentrer. C’est à ce problème que s’est attaquée la Société déposante. A cette occasion, elle a découvert qu’en contrôlant, par exemple par application d’un vide en un emplacement choisi du procédé, la fraction molaire (ou la fraction massique) d’un constituant (le constituant A) recyclé par rapport au gaz entrant, il était possible de diminuer de manière appréciable la consommation énergétique globale du procédé. La présente invention a donc pour objet un procédé d’épuration d’un gaz faisant appel à trois étages de séparation membranaire, caractérisé par le fait que : dans un compresseur, on comprime un gaz brut consistant en un mélange d’au moins deux constituants A et B, la perméabilité du constituant A étant supérieure à celle du constituant B ; puis on fait passer le gaz brut comprimé dans un premier étage de séparation membranaire pour obtenir : un premier rétentat enrichi en constituant B ; et un premier perméat enrichi en constituant A ; on fait passer le rétentat dans un deuxième étage de séparation membranaire pour obtenir : un deuxième rétentat qui est un gaz enrichi en constituant B ; un deuxième perméat enrichi en constituant A que l’on renvoie en amont dudit compresseur pour être mélangé au gaz brut entrant ; on fait passer le premier perméat dans un troisième étage de séparation membranaire pour obtenir : un troisième rétentat que l’on renvoie en amont dudit compresseur pour être mélangé au gaz brut entrant ; et un troisième perméat qui est un gaz enrichi en constituant A, la fraction molaire ou la fraction massique du constituant A à l’entrée du premier étage de séparation membranaire étant contrôlée pour qu’elle soit à chaque instant inférieure ou égale respectivement à la fraction molaire ou à la fraction massique du constituant A dans le gaz brut entrant avant l’apport du recyclage, par diminution de la pression à la sortie du troisième étage de séparation membranaire dans le troisième perméat et par réglage de la pression d’au moins l’un du troisième perméat et du deuxième perméat. Par perméabilité d’un constituant gazeux, également appelée perméance, on entend la propriété intrinsèque du matériau constitutif de la paroi de la membrane à laisser traverser ledit constituant gazeux à travers ladite paroi membranaire. La perméabilité est exprimée sous la forme d’un débit molaire ou massique du constituant par unité de surface et par unité de pression tel que par exemple en mol.s -1 .m -2 .Pa -1 . Conformément à un premier mode de réalisation du procédé selon la présente invention : on prévoit un dispositif de réduction de pression disposé sur le trajet du troisième perméat et destiné à diminuer la pression dans le côté troisième perméat, on contrôle la pression du troisième perméat en agissant sur ledit dispositif de réduction de pression de telle sorte que la fraction molaire ou la fraction massique du constituant A à l’entrée du premier étage de séparation membranaire est à chaque instant inférieure ou égale respectivement à la fraction molaire ou à la fraction massique du constituant A dans le gaz brut entrant avant l’apport du recyclage. Le contrôle de la pression du troisième perméat permet de contrôler la fraction molaire ou la fraction massique du constituant A dans le troisième perméat et par conséquent la fraction molaire ou la fraction massique du constituant A dans le troisième rétentat. Le troisième rétentat étant renvoyé en amont du compresseur, il est alors possible de contrôler respectivement la fraction molaire ou la fraction massique du constituant A à l’entrée du premier étage membranaire. Dans ce qui suit, on peut utiliser, par exemple les notations suivantes : %A_IN est la fraction molaire (exprimée en pourcent) du constituant A dans le gaz brut entrant ; et %A_F1 est la fraction molaire (exprimée en pourcent) du constituant A dans le gaz à l’entrée du premier étage de séparation membranaire (E1), soit après recyclage et compression. Par exemple, la fraction molaire du constituant A est mesurée dans le gaz brut, à savoir avant la remise en circulation du perméat du deuxième étage E2 et du rétentat du troisième étage E3 (fraction molaire %A_IN) ; la fraction molaire du constituant A est également mesurée avant l’entrée dans le premier étage E1, à savoir après la remise en circulation du perméat du deuxième étage E2 et du rétentat du troisième étage E3 (fraction molaire %A_F1) ; la fraction molaire %A_IN est la consigne entrante dans une boucle de régulation et la fraction molaire %A_F1 est la mesure entrante dans cette boucle de régulation. Le signal de sortie de la boucle de régulation agit sur le dispositif de variation de pression. Si ce dernier est une pompe à vide, il agit par exemple sur la vitesse du moteur de la pompe à vide au moyen d’un variateur de vitesse ou encore par action sur une vanne casse vide placée à l’aspiration de la pompe à vide. Il est également possible d’effectuer cette régulation de la fraction molaire du constituant A à l’entrée du premier étage de séparation membranaire E1 au moyen de 2 boucles de régulation en cascade (maitre / esclave). Conformément à un second mode de réalisation du procédé selon la présente invention : on effectue une diminution de pression jusqu’à une valeur fixe dans le côté troisième perméat ; on prévoit une vanne de régulation de pression disposée sur le trajet du deuxième perméat ; et on contrôle la pression du deuxième perméat en agissant sur ladite vanne de régulation de pression de telle sorte que la fraction molaire ou la fraction massique du constituant A à l’entrée du premier étage de séparation membranaire est à chaque instant inférieure ou égale respectivement à la fraction molaire ou à la faction massique du constituant A dans le gaz brut entrant avant l’apport du recyclage. Le contrôle de la pression du deuxième perméat permet de contrôler la fraction molaire ou la fraction massique du constituant A dans le deuxième perméat. Le deuxième perméat étant renvoyé en amont du compresseur, il est alors possible de contrôler respectivement la fraction molaire ou la fraction massique du constituant A à l’entrée du premier étage membranaire. En particulier, la diminution de pression dans le côté troisième perméat peut être effectuée à l’aide d’un dispositif de réduction de pression disposé sur le trajet du troisième perméat. Par exemple, la pression du perméat du troisième étage est maintenue à une valeur constante (par exemple -0,5 barg (-0,5x10 5 Pa au manomètre)), par exemple à l’aide d’un dispositif de variation de pression, tel qu’une pompe à vide. Une vanne de régulation de pression (V3) est ajoutée sur le perméat du deuxième étage afin d’en contrôler la pression. Cette vanne de régulation (V3) est pilotée par un régulateur de pression prenant pour mesure la pression du perméat du deuxième étage (E2) et pour consigne la sortie en constituant A (dioxyde de carbone) à l’entrée du premier étage. Comme dispositif de réduction de pression, on peut utiliser une pompe à vide. Selon l’invention, on peut avantageusement régler le rapport du débit recyclé, à savoir du deuxième perméat et du troisième rétentat, sur le débit de gaz brut entrant à une valeur inférieure à 0,2. En particulier, le constituant A du gaz brut est le dioxyde de carbone, et le constituant B est le méthane. On peut utiliser avantageusement des membranes ayant une sélectivité du constituant A par rapport au constituant B supérieure à 30, de préférence supérieure à 50 et de façon encore davantage préférée supérieure à 70. Par sélectivité, on entend le rapport de la perméabilité ou perméance d’un premier constituant pur sur la perméabilité ou perméance d’un second constituant pur. Description des Figures La est une représentation schématique du procédé général selon la présente invention ; La est une représentation schématique du procédé selon un premier mode de réalisation avec 3 boucles de régulation en cascade; La est une représentation schématique du procédé selon un second mode de réalisation avec 3 boucles de régulation en cascade; et La est une représentation schématique d’un procédé avec utilisation d’une étape de compression inter-étages. Dans ce qui suit, on utilise les fractions molaires mais la présente invention s’applique de manière équivalente pour les fractions massiques. Sur la , on peut voir que l’on a représenté un schéma du procédé selon l’invention. Ce schéma correspond à celui de la avec mise en place d’une pompe à vide PV sur le trajet du perméat 8 et sans compresseur inter-étages, les mêmes chiffres et lettres de référence que sur la ayant été conservés pour désigner des conduites et appareils/dispositifs analogues. La est une reprise de la sur laquelle on a fait figurer les organes de régulation de la fraction molaire de A dans le mélange gazeux entrant dans l’étage E1 grâce à la pression du perméat 8 sortant de l’étage E3, une pression de vide contrôlable étant appliquée au perméat 8 de l’étage E3. Sur la , apparaissent les organes de régulation suivants : AT_A_IN, organe de mesure, placé sur le courant 1, en amont de l’apport du recyclage des courants 6 et 7, dont le rôle est de mesurer la fraction molaire du constituant A dans le gaz brut entrant ; AT_A_F1, organe de mesure, placé sur le courant 2, entre le compresseur C1 et l’étage E1, dont le rôle est de mesurer la fraction molaire du constituant A dans le courant 2 ; AT_B, organe de mesure, placé sur le courant 5 de rétentat de E2, en amont de V1 dans l’exemple représenté, dont le rôle est de mesurer la fraction molaire du constituant B dans le rétentat à la sortie du second étage de séparation membranaire E2 ; Les capteurs de pression suivants PT1, placé sur le courant 5 de rétentat de E2, en amont de V1 ; PT2, placé sur le courant 7 de rétentat de E3, en amont de V2 ; PT3, placé sur le courant 8 de perméat de E3, en amont de PV, Les organes de régulation notés par des blocs : SP_INT : Point de réglage (consigne) interne du régulateur-maître SP_EXT : Point de réglage (consigne) externe du régulateur-esclave correspondant à la sortie du régulateur-maître SP_MAX : Point de réglage maximum MESURE : Mesure entrante dans le régulateur OUT : Sortie du régulateur OUT_MAX : Sortie maximum du régulateur OUT_MIN : Sortie minimum du régulateur et portant les lettres de référence OR1 à OR6. Les organes OR1 et OR2 constituent une régulation en cascade de 2 régulateurs dont la fonction est de contrôler la fraction molaire du constituant B dans le rétentat 5 par action sur la pression de travail PT1 des étages de séparation membranaire E1 et E2 au moyen de la vanne de régulation de pression V1. La valeur de consigne souhaitée de la fraction molaire du constituant B dans le rétentat 5 est entrée comme valeur SP_INT de l’organe OR1 et l’organe OR1 reçoit comme valeur de MESURE la valeur de la fraction molaire du constituant B dans le rétentat 5 mesurée par le capteur AT_B. La sortie de l’organe OR1 est une consigne de pression de travail envoyée en SP_EXT à l’organe OR2. L’organe OR2 compare la consigne SP_EXT en provenance de OR1 à la valeur de MESURE de pression du rétentat 5 mesurée par le capteur de pression PT1 et agit sur la vanne de régulation de pression V1. Les organes OR3 et OR4 (2 régulateurs en cascade) régulent le rendement épuratoire du procédé. Le rendement épuratoire est défini comme le débit du constituant B récupéré sur le rétentat 5 divisé par le débit du constituant B entrant dans le gaz brut 1. La valeur de consigne souhaitée du rendement épuratoire est entrée comme valeur SP_INT de l’organe OR3. Il reçoit également la valeur mesurée du débit du constituant B dans le rétentat 5 divisée par le débit du constituant B entrant dans le gaz brut 1 comme valeur de MESURE. L’organe OR4 reçoit comme valeur de MESURE la pression du rétentat 7 mesurée par le capteur de pression PT2. Par comparaison entre la valeur de consigne souhaitée et la valeur mesurée du rendement épuratoire, l’organe OR3 va envoyer comme valeur de sortie OUT à l’organe OR4 la valeur de pression à atteindre pour le rétentat 7, l’organe OR2 la recevant comme valeur SP_EXT. L’organe OR4 va ensuite contrôler la pression du rétentat 7 en envoyant la valeur de sortie OUT à la vanne de régulation V2 afin de maintenir la valeur du rendement épuratoire. Les organes OR5 et OR6 (2 régulateurs en cascade) assurent que la fraction molaire du constituant A à l’entrée du premier étage de séparation membranaire (E1) est à chaque instant inférieure ou égale à la fraction molaire du constituant A dans le gaz brut entrant (1) avant l’apport du recyclage. L’organe OR5 reçoit comme valeur SP_INT, la fraction molaire du constituant A dans le courant 1 mesurée par le capteur AT_A_IN et reçoit comme valeur de MESURE, la fraction molaire du constituant A dans le courant 2 après le compresseur C1 et mesurée par le capteur AT_A_F1. L’organe OR6 reçoit comme valeur de MESURE la pression du perméat 8 mesurée par le capteur de pression PT3. L’organe OR5 envoie la pression du perméat 8 pour laquelle la fraction molaire du constituant A dans le courant 1 est égale à la fraction molaire du constituant A dans le courant 2 comme signal de sortie OUT et qui est reçue par l’organe OR6 comme signal SP_EXT. Par comparaison entre le signal SP_EXT et la valeur de MESURE, l’organe OR6 va contrôler la pompe à vide PV en envoyant la valeur de sortie OUT à celle-ci de sorte que la fraction molaire du constituant A dans le courant 2 reste inférieure ou égale à la fraction molaire du constituant A dans le courant 1. Sur la , le schéma représenté correspond à celui de la avec mise en place d’une vanne V3 sur le courant 6 de perméat de l’étage E2, dont le rôle est de permettre la régulation de la fraction molaire de A dans le courant 2 avec non plus une pression de vide contrôlable comme dans la , mais une pression fixe constante de vide dans le perméat 8 et une pression variable dans le courant 6 de perméat de l’étage E2 comme cela sera développé ci-après. Sur la , apparaissent : les mêmes organes de mesure de quantité que ceux de la , notés de manière identique ; les mêmes capteurs de pression PT1 et PT2 que ceux de la , notés de manière identique, ainsi que le capteur PT4 placé sur le courant 6 de perméat de l’étage E2, en amont de la vanne V3 ; les mêmes organes de régulation OR1 à OR4 que ceux de la , notés de manière identique, ainsi que les organes de régulations OR7 et OR8, les notations des blocs étant identiques à celles-ci-dessus. Les organes OR7 et OR8 assurent que la fraction molaire du constituant A à l’entrée du premier étage de séparation membranaire (E1) est à chaque instant inférieure ou égale à la fraction molaire du constituant A dans le gaz brut entrant (1) avant l’apport du recyclage. L’organe OR7 reçoit comme valeur SP_INT, la fraction molaire en constituant A dans le courant 1 mesurée par le capteur AT_A_IN et reçoit comme valeur de MESURE, la fraction molaire en constituant A dans le courant 2 après le compresseur C1 et mesurée par le capteur AT_A_F1. L’organe OR8 reçoit comme valeur de MESURE la pression du perméat 6 mesurée par le capteur de pression PT4. L’organe OR7 envoie la pression du perméat 6 pour laquelle la fraction molaire en constituant A dans le courant 1 est égale à la fraction molaire en constituant A dans le courant 2 comme signal de sortie OUT et qui est reçue par l’organe OR8 comme signal SP_EXT. Par comparaison entre le signal SP_EXT et la valeur de MESURE, l’organe OR8 va contrôler la vanne de régulation V3 en envoyant la valeur de sortie OUT à celle-ci de sorte que la fraction molaire de constituant A dans le courant 2 reste inférieure ou égale à la fraction molaire du constituant A dans le courant 1. Les Exemples suivants illustrent la présente invention sans toutefois en limiter la portée. Les Exemples 1 et 2 sont des exemples de l’invention. L’Exemple 1 illustre le mode de réalisation suivant lequel on contrôle la pression du perméat 8, comme représenté sur la , et l’Exemple 2 illustre le mode de réalisation suivant lequel on contrôle la pression du perméat 6, comme représenté sur la . L’Exemple 3 est un exemple comparatif avec le procédé selon EP 0 799 634 A1. Dans ces Exemples : Tous les pourcentages indiqués sont des pourcentages molaires. La consommation spécifique est définie comme la quantité d’énergie électrique requise par le procédé ramenée à la quantité de gaz brut traitée. Elle s’exprime donc en kWhe/Nm3 de gaz brut. Dans les Exemples 1 et 2, elle est calculée à l’aide de la formule suivante (1) et dans l’Exemple 3, à l’aide de la formule suivante (2) Formules dans lesquelles : Q est le débit de gaz brut en Nm3/h ; Pu COMP est la puissance requise (en kW) par le compresseur C1 en faisant l’hypothèse d’une efficacité isentropique de 0,7 ; Pu PAV est la puissance requise par la pompe à vide PV en faisant l’hypothèse d’une efficacité isentropique de 0,75 ; Pu GF est la puissance requise par le groupe froid situé à la sortie du compresseur C1 afin de refroidir le gaz, en faisant l’hypothèse d’un coefficient de performance de 2,5 ; Pu INTERCOMP est la puissance requise (en kW) par le compresseur inter-étage C2 en faisant l’hypothèse d’une efficacité isentropique de 0,7 ; et Pu INTERGF est la puissance requise par le groupe froid situé à la sortie du compresseur inter-étage C2 afin de refroidir le gaz, en faisant l’hypothèse d’un coefficient de performance de 2,5. Dans tous ces exemples : on a séparé un mélange composé de 55% de méthane (constituant B) et de 45% de dioxyde de carbone (constituant A). Le débit de gaz brut est fixé à 200 Nm 3 /h ; la température de tous les courants passant à travers les membranes est de 25°C. Les pertes de charge dans les conduites et dans les membranes sont négligées ; le rendement épuratoire est défini comme le débit molaire de méthane récupéré sur le rétentat 5 divisé par le débit molaire de méthane entrant dans le gaz brut 1 ; les résultats sont obtenus pour une fraction molaire de 97% de méthane dans le rétentat 5 et pour un rendement épuratoire de 99,2% ; et la pression d’alimentation de l’étage E1 est pilotée par une vanne de régulation V1 localisée sur le rétentat 5. Cette régulation a pour but de garantir une fraction molaire de méthane du rétentat 5 égale à 97%. Exemple 1 (selon l’invention) selon schéma de la : Des membranes à fibres creuses commercialisées par UBE de type CO-810-FSC de sélectivité 72,4 sont utilisées sur les trois étages de séparation, respectivement 2, 1 et 2 membranes sur les étages E1, E2 et E3. La pression obtenue en entrée de l’étage E1 est de 11,03 barg (1,103 MPa relatif au manomètre). Le débit mesuré du rétentat 5 est de 112,65 Nm 3 /h et le débit du perméat 6 est de 16,05 Nm 3 /h avec une fraction molaire de méthane de 46,26%. Le rendement épuratoire est contrôlé grâce à la pression du perméat 4 qui est de 1,08 barg (0,108 MPa relatif au manomètre). Cette pression est contrôlée au moyen d’une vanne de régulation V2 localisée sur le rétentat 7. Le débit du perméat 4 est de 105,75 Nm 3 /h avec une fraction molaire de méthane de 11,75%. La pression appliquée sur le perméat 8 grâce à la pompe à vide PV est de -0,42 barg (-0,42*10 5 Pa relatifs au manomètre), ce qui permet de vérifier l’égalité des fractions molaires de dioxyde de carbone entre les courants 1 et 2. La pression de refoulement de la pompe à vide PV est de 0,051 barg (0,051 Pa relatif au manomètre). Le débit du perméat 8 est de 87,26 Nm 3 /h avec une fraction molaire en dioxyde de carbone de 98,99%. Le taux de recyclage du procédé est de 0,1727. (Définition du taux de recyclage = somme des débits molaires 6 et 7 divisé par débit molaire 1) La consommation électrique théorique calculée est de 0,179 kWhe/Nm 3 de gaz brut. Exemple 2 (selon l’invention) selon schéma de la : Des membranes à fibres creuses commercialisées par UBE de type CO-810-FSC de sélectivité 72,4 sont utilisées sur les trois étages de séparation, respectivement 1, 1 et 4 membranes sur les étages E1, E2 et E3. La pression obtenue en entrée de l’étage E1 est de 12,39 barg (1,239 MPa relatifs au manomètre). Le débit mesuré du rétentat 5 est de 112,65 Nm 3 /h et le débit du perméat 6 est de 15,96 Nm 3 /h avec une fraction molaire de méthane de 51,23%. La pression appliquée sur le perméat 6 au moyen de la vanne de régulation V3 est de 0,40 barg (0,40*10 5 Pa relatif au manomètre), ce qui permet de vérifier l’égalité des fractions molaires de dioxyde de carbone entre les courants 1 et 2. Le rendement épuratoire est contrôlé grâce à la pression du perméat 4 qui est de 0,25 barg (0,25*10 5 Pa relatif au manomètre). Cette pression est contrôlée au moyen d’une vanne de régulation V2 localisée sur le rétentat 7. Le débit du perméat 4 est de 97,50 Nm 3 /h avec une fraction molaire de méthane de 7,30%. La pression appliquée sur le perméat 8 grâce à la pompe à vide est de -0,5 barg (-0,5*10 5 Pa relatif au manomètre). La pression de refoulement de la pompe à vide est de 0,051 barg (0,051*10 5 Pa relatif au manomètre). Le débit du perméat 8 est de 87,27 Nm 3 /h avec une fraction molaire de dioxyde de carbone de 98,99%. Le taux de recyclage du procédé est de 0,1309. La consommation électrique théorique calculée est de 0,184 kWhe/Nm 3 de gaz brut. Exemple 3 (comparatif) selon le schéma de la : Des membranes à fibres creuses commercialisées par UBE de type CO-810-FSC de sélectivité 72,4 sont utilisées sur les trois étages de séparation, respectivement 1, 1 et 1 membranes sur les étages E1, E2 et E3. La pression obtenue en entrée de l’étage E1 est de 11,10 barg (1,110 MPa relatif au manomètre). Le débit mesuré du rétentat 5 est de 112,65 Nm 3 /h et le débit du perméat 6 est de 16,37 Nm 3 /h avec une fraction molaire de méthane de 45,64%. Le rendement épuratoire est contrôlé grâce à la pression d’alimentation de l’étage E3 après le compresseur C2, qui est également la pression de refoulement du compresseur C2. Cette pression est de 3,06 barg (3,06*10 5 Pa relatifs au manomètre). La pression du perméat 4, qui est également la pression d’aspiration du compresseur C2, est de 0,1 barg (0,1*10 5 relatif Pa au manomètre). Le débit du perméat 4 est de 94,27 Nm 3 /h avec une fraction molaire de méthane de 6,75%. La pression du perméat 8 est de 0,051 barg (0,051*10 5 Pa relatif au manomètre) car il n’y a pas de pompe à vide. Le débit du perméat 8 est de 87,26 Nm 3 /h avec une fraction molaire de dioxyde de carbone de 98,99%. Le taux de recyclage du procédé est de 0,1168. La consommation électrique théorique calculée est de 0,194 kWhe/Nm 3 de gaz brut. Synthèse des résultats Le Tableau 1 récapitule les consommations spécifiques obtenues aux Exemples 1 à 3. Exemple Consommation électrique spécifique (kWhe/Nm 3 de gaz brut) 1 (invention) 0,179 2 (invention) 0,184 3 (comparatif) 0,194 Comme on peut le voir dans le Tableau ci-dessus, la consommation électrique spécifique est plus faible pour les Exemples 1 et 2 de l’invention par rapport à l’exemple comparatif. - Procédé d’épuration d’un gaz faisant appel à trois étages de séparation membranaire, caractérisé par le fait que : dans un compresseur (C1), on comprime un gaz brut (1) consistant en un mélange d’au moins deux constituants A et B, la perméabilité du constituant A étant supérieure à celle du constituant B ; puis on fait passer le gaz brut comprimé (2) dans un premier étage de séparation membranaire (E1) pour obtenir : un premier rétentat (3) enrichi en constituant B ; et un premier perméat (4) enrichi en constituant A ; on fait passer le rétentat (3) dans un deuxième étage de séparation membranaire (E2) pour obtenir : un deuxième rétentat (5) qui est un gaz enrichi en constituant B ; un deuxième perméat (6) enrichi en constituant A que l’on renvoie en amont dudit compresseur (C1) pour être mélangé au gaz brut entrant (1) ; on fait passer le premier perméat (4) dans un troisième étage de séparation membranaire (E3) pour obtenir : un troisième rétentat (7) que l’on renvoie en amont dudit compresseur (C1) pour être mélangé au gaz brut entrant (1) ; et un troisième perméat (8) qui est un gaz enrichi en constituant A, la fraction molaire ou la fraction massique du constituant A à l’entrée du premier étage de séparation membranaire (E1) étant contrôlée pour qu’elle soit à chaque instant inférieure ou égale respectivement à la fraction molaire ou à la fraction massique du constituant A dans le gaz brut entrant (1) avant l’apport du recyclage, par diminution de la pression à la sortie du troisième étage de séparation membranaire (E3) dans le troisième perméat (8) et par réglage de la pression d’au moins l’un du troisième perméat (8) et du deuxième perméat (6). – Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que : on prévoit un dispositif de réduction de pression (PV) disposé sur le trajet du troisième perméat (8) et destiné à diminuer la pression dans le côté troisième perméat (8) ; et on contrôle la pression du troisième perméat (8) en agissant sur ledit dispositif de réduction de pression (PV) de telle sorte que la fraction molaire ou la fraction massique du constituant A à l’entrée du premier étage de séparation membranaire (E1) est à chaque instant inférieure ou égale respectivement à la fraction molaire ou à la fraction massique du constituant A dans le gaz brut entrant (1) avant l’apport du recyclage. – Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que : on effectue une diminution de pression jusqu’à une valeur fixe dans le côté troisième perméat (8) ; on prévoit une vanne de régulation de pression (V3) disposée sur le trajet du deuxième perméat (6) ; et on contrôle la pression du deuxième perméat (6) en agissant sur ladite vanne de régulation de pression (V3) de telle sorte que la fraction molaire ou la fraction massique du constituant A à l’entrée du premier étage de séparation membranaire (E1) est à chaque instant inférieure ou égale respectivement à la fraction molaire ou à la fraction massique du constituant A dans le gaz brut entrant (1) avant l’apport du recyclage. – Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l’on effectue la diminution de pression dans le côté troisième perméat (8) à l’aide d’un dispositif de réduction de pression (PV) disposé sur le trajet du troisième perméat (8). – Procédé selon l’une des revendications 2 et 4, caractérisé par le fait que le dispositif de réduction de pression (PV) est une pompe à vide. – Procédé selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l’on règle le rapport du débit recyclé, à savoir du deuxième perméat (6) et du troisième rétentat (7), sur le débit de gaz brut entrant (1) à une valeur inférieure à 0,2. – Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le constituant A du gaz brut est le dioxyde de carbone, et le constituant B est le méthane. – Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que l’on utilise des membranes ayant une sélectivité du constituant A par rapport au constituant B supérieure à 30, de préférence supérieure à 50 et de façon encore davantage préférée supérieure à 70.