Procédé de séparation membranaire d’un mélange contenant comme composants principaux, voire majoritairement, de l’hydrogène et du dioxyde de carbone ainsi qu’au moins un autre composant, par exemple choisi dans le groupe suivant : monoxyde de carbone, méthane, azote comprenant les étapes suivantes : Chauffage du mélange (1) dans un échangeur de chaleur (E) jusqu’à une première température Perméation du mélange réchauffé à la première température dans une première unité de séparation membranaire (M1) permettant d’obtenir un premier perméat (7) enrichi en hydrogène et dioxyde de carbone par rapport au mélange et un premier résidu (9) appauvri en hydrogène et dioxyde de carbone. par rapport au mélange Eventuellement refroidissement d’au moins une partie du premier perméat dans l’échangeur de chaleur Perméation du premier résidu dans une deuxième unité de séparation membranaire (M2) permettant d’obtenir un deuxième perméat (11) et un deuxième résidu (13) appauvri en hydrogène et dioxyde de carbone par rapport au deuxième perméat et Au moins une partie (7) du premier perméat, éventuellement refroidi dans l’échangeur de chaleur, est comprimée dans un surpresseur (C), le deuxième résidu (13) est détendu dans une turbine (T) et le surpresseur est entraîné par la turbine. Procédé selon la revendication 1 dans lequel au moins une partie (17) du perméat comprimé dans le surpresseur (C) est envoyée à une unité de séparation par adsorption à bascule de pression pour en extraire l’hydrogène. Procédé selon la revendication 1 ou 2 dans lequel le mélange (1) est réchauffé dans l’échangeur (E) uniquement par au moins un débit (7,11,17) produit par la séparation membranaire. Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel l’échangeur de chaleur (E) a une première extrémité et une deuxième extrémité, la deuxième extrémité étant plus froide que la première et dans lequel l’au moins une partie (7) du premier perméat est refroidie jusqu’à la deuxième extrémité avant d’être envoyée au surpresseur. Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel la température d’entrée de la turbine (T) est substantiellement égale à la température à laquelle le deuxième résidu (13) sort de la deuxième unité de séparation membranaire (M2). Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel le mélange réchauffé (1) rentre dans la première unité de séparation membranaire (M1) à une température substantiellement égale à la température à laquelle il sort de l’échangeur de chaleur (E). Procédé selon la revendication 6 dans lequel une partie variable (1A) du mélange n’est pas réchauffé dans l’échangeur de chaleur (E) et se mélange avec le mélange réchauffé (1) en amont de la première unité de séparation membranaire (M1). Procédé selon la revendication 6 ou 7 dans lequel on envoie au moins une partie variable (7A) du premier perméat de la première unité de séparation membranaire directement au surpresseur (C) sans passer par l’échangeur de chaleur. Procédé selon la revendication 6, 7 ou 8 dans lequel on envoie seulement une partie du premier perméat comprimé (17) dans le surpresseur (C) à l’échangeur de chaleur. Procédé selon l’une des revendications précédentes comprenant une étape de séparation opérant à une température en dessous de 0°C par distillation et/ou par condensation partielle pour produire le mélange à séparer et dans lequel le froid produit par la détente dans la turbine (T) est utilisé dans l’unité de séparation opérant à une température en dessous de 0°C ou dans un cycle de réfrigération. Procédé selon l’une des revendications précédentes comprenant une étape de séparation opérant à une température en dessous de 0°C par distillation et/ou par condensation partielle pour séparer un gaz comprimé dans un compresseur et pour produire le mélange à séparer (1) dans lequel au moins une partie du deuxième perméat (11) est envoyée au compresseur du gaz, de préférence sans avoir été refroidie dans l’échangeur de chaleur (E). Appareil de séparation membranaire d’un mélange (1) contenant comme composants principaux, voire majoritairement, de l’hydrogène et du dioxyde de carbone ainsi qu’au moins un autre composant, par exemple choisi dans le groupe suivant : monoxyde de carbone, méthane, azote comprenant : Un échangeur de chaleur (E) et des moyens pour envoyer le mélange se chauffer dans l’échangeur de chaleur jusqu’à une première température Une première unité de séparation membranaire (M1) et des moyens pour envoyer le mélange réchauffé à la première température dans la première unité de séparation membranaire afin d’obtenir un premier perméat (7) enrichi en hydrogène et dioxyde de carbone et un premier résidu (9) appauvri en hydrogène et dioxyde de carbone Eventuellement au moins une conduite pour envoyer au moins une partie du premier perméat se refroidir dans l’échangeur de chaleur Une deuxième unité de séparation membranaire (M2), une conduite pour envoyer le premier résidu dans la deuxième unité de séparation membranaire permettant d’obtenir un deuxième perméat (11) t un deuxième résidu (13) appauvri en hydrogène et dioxyde de carbone par rapport au deuxième perméat et Un surpresseur (C), des moyens pour envoyer au moins une partie (7) du premier perméat, éventuellement refroidie, dans le surpresseur pour être comprimée, éventuellement des moyens pour envoyer du premier perméat comprimé se refroidir dans l’échangeur de chaleur, une turbine (T), des moyens pour envoyer le deuxième résidu se détendre dans la turbine et le surpresseur est entraîné par la turbine.