Procédé de séparation membranaire d’un mélange contenant majoritairement de l’hydrogène et du dioxyde de carbone et en plus au moins un composant choisi dans la liste le monoxyde de carbone, le méthane ou l’azote comprenant les étapes suivantes : éventuellement chauffage du mélange (1) dans un échangeur de chaleur (E) jusqu’à une température entre 60 et 100°C. perméation du mélange (3), éventuellement réchauffé, dans une première membrane (M1) permettant d’obtenir un premier perméat (P1) enrichi en hydrogène et en dioxyde de carbone par rapport au mélange et un premier résidu (R1) appauvri en hydrogène et dioxyde de carbone par rapport au mélange. éventuellement refroidissement d’au moins une partie du premier perméat dans l’échangeur de chaleur. compression du premier perméat, éventuellement refroidi, dans un premier surpresseur (C1). éventuellement refroidissement d’au moins une partie du premier perméat comprimé dans le premier surpresseur dans l’échangeur de chaleur. perméation du premier résidu, de préférence sans l’avoir refroidi, dans une seconde membrane (M2) permettant d’obtenir un second perméat (P2) enrichi en hydrogène et dioxyde de carbone par rapport au premier résidu et un second résidu (R2) appauvri en hydrogène et dioxyde de carbone par rapport au premier résidu. éventuellement refroidissement d’au moins une partie du second perméat dans l’échangeur de chaleur. compression du second perméat, éventuellement refroidi, dans un deuxième surpresseur (C2). éventuellement refroidissement d’au moins une partie du second perméat comprimé dans l’échangeur de chaleur, et détente du second résidu dans au moins une turbine (T1,T2) entraînant le premier et/ou le deuxième surpresseur. Procédé selon la revendication 1 dans lequel le mélange (3) est chauffé dans l’échangeur de chaleur (E) jusqu’à une température entre 60 et 100°C. Procédé selon la revendication 2 dans lequel le mélange (1) est chauffé par échange de chaleur indirect dans l’échangeur de chaleur avec au moins une partie d’au moins un des débits suivants : premier perméat (P1), premier résidu (R1), second perméat (P2), second résidu (R2). Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel le second résidu est détendu dans deux turbines (T1, T2) en série, chacune desquelles entraîne l’un des premier et deuxième surpresseurs (C1, C2). Procédé selon la revendication 4 dans lequel le résidu (R2) détendu dans les deux turbines (T1, T2) se trouve après la détente à une pression entre 3 et 5 bara et/ou à une température d’entre -30 et -55°C. Procédé de séparation d’un débit d’alimentation contenant de l’hydrogène, du dioxyde de carbone et au moins un des composants choisis dans la liste le monoxyde de carbone, le méthane ou l’azote comprenant les étapes suivantes : Séparation du débit d’alimentation par condensation partielle et/ou par distillation (CB) pour former un débit riche en dioxyde de carbone et un mélange (1) contenant majoritairement de l’hydrogène, du dioxyde de carbone et au moins un des composants choisis dans la liste le monoxyde de carbone, le méthane ou l’azote et Séparation du mélange par le procédé selon l’une des revendications 1-5. Procédé selon la revendication 6 dans lequel le débit d’alimentation est comprimé dans un compresseur (C) en amont de la condensation partielle et/ou de la distillation (CB) et le second perméat (P2) comprimé par le deuxième surpresseur (C2) est envoyé être comprimé dans le compresseur. Procédé selon la revendication 6 ou 7 dans lequel le débit d’alimentation est comprimé dans un compresseur (C) puis épuré en eau dans une unité de purification par adsorption en amont de la condensation partielle et/ou de la distillation (CB) et le second résidu (R2) sert à régénérer l’unité de purification. Procédé selon la revendication 6,7 ou 8 dans lequel le débit d’alimentation est comprimé dans un compresseur (C) puis refroidi dans une ligne d’échange en amont de la condensation partielle et/ou de la distillation (CB) et le second résidu (R2) est envoyé apporter du froid à la ligne d’échange. Appareil de séparation membranaire d’un mélange contenant majoritairement de l’hydrogène et du dioxyde de carbone et en plus au moins un composant choisi dans la liste le monoxyde de carbone, le méthane ou l’azote comprenant une première membrane (M1), une conduite pour envoyer du mélange se séparer dans la première membrane permettant d’obtenir un premier perméat (P1) enrichi en hydrogène et en dioxyde de carbone par rapport au mélange et un premier résidu (R1) appauvri en hydrogène et dioxyde de carbone par rapport au mélange, un premier surpresseur, (C1) une conduite pour envoyer du premier perméat au premier surpresseur pour être comprimé, une seconde membrane (M2), une conduite pour envoyer du premier résidu, de préférence sans l’avoir refroidi, dans la seconde membrane permettant d’obtenir un second perméat (P2) enrichi en hydrogène et dioxyde de carbone par rapport au premier résidu et un second résidu (R2) appauvri en hydrogène et dioxyde de carbone par rapport au premier résidu, un deuxième surpresseur (C2), une conduite pour envoyer du second perméat au deuxième surpresseur, au moins une turbine de détente (T1, T2) reliée pour détendre le second résidu et pour entraîner le premier et/ou le deuxième surpresseur.