Procédé de séparation d’un mélange contenant de l’hydrogène et du dioxyde de carbone, ainsi qu’au moins un composé plus léger que le dioxyde de carbone choisi dans la liste : monoxyde de carbone, méthane, azote, comprenant les étapes suivantes : Refroidissement du mélange (1) depuis une première température dans un échangeur de chaleur (7) en envoyant le mélange à l’échangeur de chaleur, entraînant la condensation partielle du mélange en une phase liquide enrichie en dioxyde de carbone (3) et une phase gazeuse appauvrie en dioxyde de carbone (5), le mélange sortant de l’échangeur de chaleur à une deuxième température inférieure à la première température, ledit échangeur de chaleur étant au moins partiellement refroidi par un fluide gazeux (13) qui se réchauffe dans l’échangeur de chaleur par échange de chaleur indirect Séparation de la phase liquide (3) de la phase gazeuse (5) dans un ou des pots séparateurs (S), éventuellement en plusieurs étapes entrecoupées de phases de refroidissement successives Réchauffage d’au moins une partie de la phase gazeuse (5) provenant d’au moins un des pots séparateurs dans l’échangeur de chaleur par échange de chaleur indirect Envoi de l’au moins une partie réchauffée (9) de l’étape c) à une unité de séparation membranaire (M), générant un ou plusieurs perméats(10) enrichis en hydrogène et/ou dioxyde de carbone et appauvri en l’au moins un composé plus léger que le dioxyde de carbone , et au moins un résidu (11) appauvri en hydrogène et dioxyde de carbone et enrichi en l’au moins un composé plus léger que le dioxyde de carbone et Détente de l’au moins un résidu depuis une première pression dans une ou des turbines (T) produisant un fluide (13) détendu à une deuxième pression inférieure à la première pression à une troisième température inférieure à la première température et de préférence à la deuxième température Le fluide à la deuxième pression produit lors de l’étape e) constituant le fluide gazeux de l’étape a) qui se réchauffe dans l’échangeur de chaleur par échange de chaleur indirect. Procédé selon la revendication 1 dans lequel la première température est supérieure à 0°C, voire supérieure à 10°C. Procédé selon la revendication 1 ou 2 dans lequel la deuxième température est inférieure à 0°C, de préférence inférieure à -30°C, voire inférieure à -40°C. Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel l’unité de séparation membranaire (M) opère à une température supérieure à 50°C et l’au moins une partie réchauffée (5) de l’étape c) est réchauffée en aval de l’échangeur de chaleur et en amont de l’unité de séparation membranaire dans un échangeur de chaleur auxiliaire. Procédé selon la revendication 4 dans lequel le fluide (9) détendu à la deuxième pression est envoyé à l’échangeur de chaleur (7) sans passer par l’échangeur de chaleur auxiliaire. Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel une partie (5) de la phase gazeuse produite dans l’au moins un pot séparateur se réchauffe dans l’échangeur de chaleur et une autre partie (5A) de la phase gazeuse produite dans l’au moins un pot séparateur ne se réchauffe pas dans l’échangeur de chaleur, les deux parties étant mélangées en aval de l’échangeur de chaleur, le rapport entre les débits des deux parties étant régulé afin d’atteindre une température cible après mélange des deux parties. Procédé selon la revendication 6 dans lequel le mélange des deux parties (5, 5A) est envoyé à l’unité de séparation membranaire (M). Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel le mélange (1) contenant de l’hydrogène et du dioxyde de carbone est un gaz résiduaire issu d’un procédé de séparation par adsorption, par exemple à bascule de pression. Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel l’étape b) éventuellement suivie d’une étape de distillation (15) produit un fluide contenant au moins 60% mol de dioxyde de carbone (3), de préférence au moins 80% mol de dioxyde de carbone, voire au moins 90% mol de dioxyde de carbone. Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel l’unité de séparation membranaire (M) produit un fluide (10) enrichi en hydrogène qui est recyclé au procédé d’adsorption en amont afin d’augmenter sa production ou de réduire sa charge afin de produire la même quantité d’hydrogène et/ou un fluide de composition intermédiaire, enrichi en H 2 et CO 2 , séparé dans au moins un des pots séparateurs et/ou par la distillation pour en récupérer le CO 2 et/ou un fluide (11) appauvri en H 2 et CO 2 , renvoyé à une unité de production d’hydrogène, alimentant le procédé d’adsorption, typiquement pour être valorisé comme combustible. Appareil de séparation d’un mélange (1) contenant de l’hydrogène et du dioxyde de carbone, ainsi qu’au moins un composé plus léger que le dioxyde de carbone choisi dans la liste : monoxyde de carbone, méthane, azote, comprenant un échangeur de chaleur (7), des moyens pour envoyer un mélange se refroidir depuis une première température dans l’échangeur de chaleur en envoyant le mélange à l’échangeur de chaleur, entraînant la condensation partielle du mélange en une phase liquide enrichie en dioxyde de carbone et une phase gazeuse appauvrie en dioxyde de carbone, des moyens pour sortir le mélange de l’échangeur de chaleur à une deuxième température inférieure à la première température, des moyens pour envoyer un fluide gazeux qui se réchauffe dans l’échangeur de chaleur par échange de chaleur indirect, une unité de condensation partielle comprenant un ou des pots séparateurs (S) reliés en série ou en parallèle pour séparer une phase liquide (3) d’une phase gazeuse (5) du mélange sortant de l’échangeur, des moyens pour envoyer au moins une partie de la phase gazeuse provenant d’au moins un des pots séparateurs dans l’échangeur de chaleur pour se réchauffer par échange de chaleur indirect, une unité de séparation membranaire (M), des moyens pour envoyer l’au moins une partie réchauffée (9) de la phase gazeuse à l’unité de séparation membranaire, des moyens pour sortir un ou plusieurs perméats (10) enrichis en hydrogène et/ou dioxyde de carbone et appauvri en l’au moins un composé plus léger que le dioxyde de carbone de l’unité de séparation membranaire, des moyens pour sortir au moins un résidu (11) appauvri en hydrogène et dioxyde de carbone et enrichi en l’au moins un composé plus léger que le dioxyde de carbone une unité de séparation membranaire, au moins une turbine (T), des moyens pour envoyer au moins une partie de l’au moins un résidu se détendre depuis une première pression dans la ou les turbines produisant un fluide (13) détendu à une deuxième pression inférieure à la première pression à une troisième température inférieure à la première température et de préférence à la deuxième température et des moyens pour envoyer le fluide à la deuxième pression à l’échangeur de chaleur se réchauffer comme le fluide gazeux qui se réchauffe dans l’échangeur de chaleur par échange de chaleur indirect.