J'ai un peu de mal à te suivre,mais si je comprend bien tu as un sol nutritif de 5cm + 6cm de gravier ce qui fait un total de 11 cm.
Ta question est de savoir si il faut changer le sable ou le sol nutritif, ce qui n'est évidemment pas la même chose ...

Là c'est différent effectivement un sol nutritif se change car au bout d'un certain temps il s'épuise (s'appauvrit), après la fréquence des changements varie selon la qualité du substrat, la quantité de plantes que tu possèdes (par rapport à ton volume) mais généralement cela se traduit par une pousse moins abondante et des plantes plus ternes ...
D'autres pourront peut être t'aider plus

Pour l'épaisseur de "sol", quel qu'en soit la composition, cela dépend des gouts, je dirais qu'une couche de 1 ou 2 cm de substrat est suffisante, après le tout est de mettre suffisamment de sable par dessus pour pas que le substrat se libère, par l'action de poissons qui farfouillent par exemple

Moi j'ai mis en moyenne 3 cm de sable, 1 cm de substrat, 2/3 cm de sable.

Je crois qu'il faut prévoir une réfection complète environ tous les ans, mais cela peut varier beaucoup en fonction du volume, de l'entretien, etc. Si tu remarques que tes plantes font la tronche, peut être qu'il est temps ^^
Dans ce cas, il faudra aussi laver le sable, voire en renouveler une certaine quantité pendant que tu y es

Personnellement, je n'ai pas de substrat ( avec un pléco, c'était risqué, et de toute façon, je trouve ça un peu cher ) pas de CO2, je ne mets pas d'engrais et j'ai un éclairage un peu faiblard. Mais j'ai choisi des plantes adaptées à ces critères, et donc elles se portent très bien !