Procédé de séparation membranaire d’un mélange (1) contenant majoritairement de l’hydrogène et du dioxyde de carbone ainsi qu’au moins un composé plus minoritaire comme du monoxyde de carbone, du méthane, de l’azote comprenant les étapes suivantes : Chauffage du mélange dans un échangeur de chaleur (E) jusqu’à une première température Perméation du mélange réchauffé dans un premier système membranaire (M1) permettant d’obtenir un premier perméat (P1) chargé en hydrogène et dioxyde de carbone par rapport au mélange et un premier résidu (R1) appauvri en hydrogène et dioxyde de carbone par rapport au mélange Perméation du premier résidu dans un second système membranaire (M2) permettant d’obtenir un second perméat (P2) chargé 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 Détente du second résidu à une première pression dans une première turbine (T1) afin d’obtenir un second résidu à une deuxième pression caractérisé en ce qu’il comprend Chauffage (E) d’au moins une partie du second résidu à la deuxième pression jusqu’à une seconde température, identique ou différente de la première température et Détente d’une partie du second résidu chauffée jusqu’à la seconde température dans une deuxième turbine (T2) depuis la deuxième pression jusqu’à une troisième pression plus basse que la deuxième pression le premier perméat (P1) est comprimé dans deux surpresseurs en série (C1, C2), dont un surpresseur (C1) couplé à la première turbine (T1) et l’autre surpresseur (C2) couplé à la deuxième turbine (T2) et le premier perméat surpressé dans les deux surpresseurs se refroidit dans l’échangeur de chaleur et on régule la température du second résidu (R2) à la première pression pour maintenir la température du second résidu à la deuxième pression supérieure à -80°C, de préférence supérieure à -60°C voire supérieure à -55°C pour éviter les risques de gel et au moins une partie (B1) du second résidu (R2) est détendu sans avoir été réchauffée. Procédé selon la revendication 1 dans lequel l’au moins une partie du second résidu (R2) se réchauffe selon l’étape v) dans l’échangeur de chaleur. Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel l’au moins une partie du second résidu (R2) se réchauffe selon l’étape v) dans un échangeur de chaleur autre que l’échangeur de chaleur (E) où se réchauffe le mélange. Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel la sortie de la première turbine (T1) est à une température inférieure à 40°C, de préférence inférieure à -20°C, de préférence inférieure à -20°C, voire inférieure à -40°C. Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel le mélange (1) et l’au moins une partie du second résidu se réchauffent dans l’échangeur de chaleur (E) à partir du bout froid de celui-ci. Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel l’au moins une partie du second résidu (R2) se réchauffe jusqu’à entre 30 et 80°C. Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel la première pression est entre 45 et 60 bara et/ou la deuxième pression est entre 15 et 25 bara et/ou la troisième pression est entre 2 et 4,5 bara. Procédé de séparation d’un gaz d’alimentation contenant majoritairement de l’hydrogène et du dioxyde de carbone ainsi qu’au moins un composé plus minoritaire comme du monoxyde de carbone, du méthane, de l’azote dans lequel on sépare le gaz d’alimentation par distillation et/ou par condensation partielle dans un appareil comprenant un échangeur de chaleur, au moins un séparateur de phases et/ou au moins une colonne de distillation pour former un mélange gazeux et un fluide riche en CO2, on sépare le mélange gazeux par un procédé de séparation membranaire selon l’une des revendications précédentes et on envoie le second perméat (P2) et/ou le résidu détendu dans la deuxième turbine (T2) à l’échangeur et/ou à l’au moins un séparateur de phases et/ou à l’au moins une colonne de l’appareil. Procédé de séparation d’un gaz contenant majoritairement de l’hydrogène et du dioxyde de carbone ainsi qu’au moins un composé plus minoritaire comme du monoxyde de carbone, du méthane, de l’azote dans lequel le gaz est séparé dans un PSA pour former un gaz enrichi en hydrogène et appauvri en dioxyde de carbone et un gaz d’alimentation enrichi en dioxyde de carbone et appauvri en hydrogène, le gaz d’alimentation étant séparé par le procédé selon la revendication 8. Appareil de séparation membranaire d’un mélange (1) contenant majoritairement de l’hydrogène et du dioxyde de carbone ainsi qu’au moins un composé plus minoritaire comme du monoxyde de carbone, du méthane, de l’azote comprenant : un échangeur de chaleur (E), des moyens pour envoyer un mélange se chauffer dans l’échangeur de chaleur jusqu’à une première température, un premier système membranaire (M1), un second système membranaire (M2), une première turbine (T1), des moyens pour envoyer du mélange réchauffé se séparer par perméation dans le premier système membranaire permettant d’obtenir un premier perméat (P1) chargé en hydrogène et dioxyde de carbone par rapport au mélange et un premier résidu (R1) appauvri en hydrogène et dioxyde de carbone par rapport au mélange, des moyens pour envoyer du premier résidu se séparer par perméation dans le second système membranaire permettant d’obtenir un second perméat (P2) chargé 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, des moyens pour envoyer du second résidu se détendre jusqu’à une première pression dans la première turbine afin d’obtenir un second résidu à une deuxième pression caractérisé en ce qu’il comprend : Des moyens (E) pour chauffer au moins une partie du second résidu (R2) à la deuxième pression jusqu’à une seconde température, identique ou différente de la première température et Une deuxième turbine (T2), des moyens pour envoyer au moins une partie du second résidu (R2) chauffée jusqu’à la seconde température se détendre dans la deuxième turbine depuis la deuxième pression jusqu’à une troisième pression plus basse que la deuxième pression et des moyens pour réguler la température du second résidu (R2) à la première pression pour maintenir la température du second résidu à la deuxième pression supérieure à -80°C, de préférence supérieure à -60°C voire supérieure à -55°C pour éviter les risques de gel et des moyens (T2) pour détendre au moins une partie (B1) du second résidu (R2) détendu sans avoir été réchauffée dans l’échangeur de chaleur.