le gros problème c'est ta CG qui est bien faiblarde 
Ça passera en low-medium avec pas trop d'options graphiques (voire aucune)sur une résolution moyenne (évite le 1080p, max 720p je dirais).
Aussi installe ce mod :
http://www.confrerie-des-traducteurs.fr/fallout/mods/visuel/graphisme/mod_pour_avoir_de_meilleure_performance.php
Aussi ça:
http://www.confrerie-des-traducteurs.fr/fallout/mods/visuel/graphisme/gabbystardust_project___textures_hq.php
Ou ça:
http://fallout3.nexusmods.com/mods/12056 (le "LITE WITH REDUCED BUMPMAPS")
Ce sont des packs de texture qui non seulement offrent des textures plus agréables à l’œil mais en outre plus légère (donc gain de FPS).
L'UN OU L'AUTRE, au choix, je peux pas te dire lequel est le meilleur.
Tu as aussi ça:
http://fallout3.nexusmods.com/mods/6510
Ça permet d'attribuer plus de ram à Fallout 3 qui de base se limite à 2 (donc gain de fluidité encore une fois).
NEANMOINS, vu que tu n'as que 4Go (et sans doute pas avec une fréquence monstre) et que seven t'en pique déjà 1Go, je suis pas certain que ce soit une bonne idée.
Tu peux toujours tester mais à la limite en dernier recours...
Ensuite, n'oublie pas de défragmenter ton PC, nettoyer avec Ccleaner et Glary Utilities, ainsi que de couper tous programmes qui pourraient pomper tes ressources pendant le temps de jeu (antivirus en tête).
Enfin, tu peux tweaks ton fichier fallout.ini (dans C:/Documents/My Games/Fallout 3) qui contient entre autres tous les paramètres graphiques du jeu. Certains sont modifiables ingame d'autres non. En l'occurence:
(les chiffres affichés après le "=" sont les chiffres par défaut)
TOUJOURS FAIRE UN BACKUP DE TON FICHIER INI AVANT TOUTE MODIFICATION
• uGridsToLoad=5 (Plus le nombre est important, plus le champs de vision et la distance d'affichage des objets sont grandes, donc plus ça pompe de ressource. Plus le nombre est bas plus c'est l'inverse...). Ne pas mettre de nombre inférieur à 1.
• uNumDepthGrids=1 (Mettre à 3 si uGridsToLoad est supérieur à 9, dans ton cas c'est inutile)
• iMinGrassSize=80 (Une valeur plus faible accroit la densité de l'herbe, à éviter donc)
• fGrassFadeRange=6000.0 (Distance à laquelle l'herbe est affichée. Une diminution signifie donc un gain de fluidité)
• iShadowMapResolution=256 (niveau de résolution des ombres. 256 c'est pour low, tu peux mettre en very low par toi-même en mettant 128)
• iActorShadowExtMax=10 (Détermine la quantité d'ombres en extérieur)
• iActorShadowIntMax=10 (Détermine la quantité d'ombres en intérieur)
Il existe quantité d'autres tweaks mais la plupart permettent d'accroitre la qualité au détriment des performances, tout le contraire de ce que tu veux donc. A la limite teste sans tweaks, vois ce que ça donne, et selon change un truc ou deux, teste etc... jusqu'à trouver un équilibre en qualité graphique/FPS.
Si tu gères en anglais et que t'as la foi tu peux aller là : http://www.tweakguides.com/Fallout3_1.html pour plus de détails
Dernier point, plus tu installes de mods plus ta save sera lourde, plus les temps de chargement seront important et plus ça aura une influence sur les performances de ton jeu. Pas de quoi fouetter à chat mais dans ton cas le moindre gain/conservation de FPS est bonne à prendre.
Et accessoirement, le modding sur fallout 3 n'est pas aisé à compter du moment où tu le fais un tant soi peut sérieusement (si c'est pour installer 3 armes et 2 péquenauds ça va). Donc déjà fais un backup de ton dossier data AVANT de mettre des mods ainsi si jamais le dossier se corrompt tu pourras faire un changement rapide au lieu de devoir tout réinstaller. Aussi évite d'installer/désinstaller à outrance, les saves détestent ça, elles deviennent très instables voire injouable. Considère qu'un mod installé l'est DEFINITIVEMENT.
Si tu veux plus de détails sur comment bien installer un mod, n'hésite pas à passer sur le forum, si possible avec les mods que tu désires installer pour avoir une réponse précise.
Fallout Mod Manager est obligatoire quand à FO3EDit il est très conseillé (à compter du moment où tu mets un certain nombre de mods, par contre il est très ardu à utiliser).
Je crois que c'est tout (pour le moment) 